فناوری حفاظت کاتدی نوعی فناوری حفاظت الکتروشیمیایی است که یک جریان خارجی را به سطح سازه فلزی خورده شده اعمال می‌کند. سازه محافظت شده به کاتد تبدیل می‌شود و در نتیجه مهاجرت الکترونی را که در طول خوردگی فلز رخ می‌دهد، سرکوب می‌کند و از وقوع خوردگی جلوگیری یا آن را کاهش می‌دهد.

فناوری حفاظت کاتدی را می‌توان به حفاظت کاتدی آند فداشونده و حفاظت کاتدی جریان اعمالی تقسیم کرد. این فناوری اساساً بالغ شده و به طور گسترده برای کنترل خوردگی سازه‌های فلزی مانند خطوط لوله فولادی، پمپ‌های آب، کابل‌ها، بنادر، کشتی‌ها، کف مخازن، خنک‌کننده‌ها و غیره در خاک، آب دریا، آب شیرین و محیط‌های شیمیایی استفاده می‌شود.

حفاظت کاتدی آند فداشونده فرآیندی است که در آن دو فلز با فعالیت های مختلف به هم متصل شده و در یک الکترولیت قرار می گیرند. فلز فعال تر، الکترون از دست می دهد و خورده می شود، در حالی که فلز کم فعال تر، حفاظت الکترونی دریافت می کند. به دلیل خوردگی فلزات بسیار فعال در طی این فرآیند، به آن حفاظت کاتدی آند فداشونده گفته می شود.

حفاظت کاتدی جریان خارجی با تغییر پتانسیل محیط اطراف از طریق یک منبع تغذیه خارجی حاصل می‌شود، به طوری که پتانسیل تجهیزات مورد حفاظت کمتر از محیط اطراف باقی می‌ماند و در نتیجه به کاتد کل محیط تبدیل می‌شود. به این ترتیب، تجهیزات مورد حفاظت به دلیل از دست دادن الکترون‌ها دچار خوردگی نمی‌شوند.

اصل کار

از آلیاژهای مس و آلومینیوم به عنوان آند و از سیستم تجهیزات حفاظت‌شده به عنوان کاتد استفاده کنید. یون‌های مس حاصل از الکترولیز آندهای مسی سمی هستند و هنگام مخلوط شدن با آب دریا، محیطی سمی تشکیل می‌دهند. آند آلومینیومی الکترولیتی Al3+ تولید می‌کند که با OH- تولید شده توسط کاتد، Al(OH)3 را تشکیل می‌دهد. این نوع l(OH)3 یون‌های مس آزاد شده را محصور کرده و از طریق سیستم حفاظت‌شده با آب دریا جریان می‌یابد. این ماده ظرفیت جذب بالایی دارد و می‌تواند در مناطقی با جریان آب دریا کندتر که ممکن است موجودات دریایی در آن ساکن باشند، پخش شود و از رشد آنها جلوگیری کند. هنگامی که سیستم آند آلومینیومی مس در آب دریا الکترولیز می‌شود، یک لایه متراکم از کلسیم و منیزیم روی سطح داخلی خط لوله فولادی به عنوان کاتد تشکیل می‌شود و کلوئید هیدروکسید آلومینیوم تولید شده توسط الکترولیز با آب دریا جریان می‌یابد و یک فیلم محافظ روی دیواره داخلی خط لوله تشکیل می‌دهد. پوشش کلسیم منیزیم و فیلم کلوئیدی هیدروکسید آلومینیوم، انتشار اکسیژن را مسدود کرده، قطبش غلظتی را افزایش داده و سرعت خوردگی را کاهش می‌دهد که می‌تواند به هدف ضد رسوب و ضد خوردگی دست یابد.