اگر يك جريان الكتريكي از خارج به یک پيل خوردگي متصل شود باعث تغيير پتانسيل الكتريكي (ولتاژ) آند و كاتد مي‌گردد، اگر به گونه‌اي با تغيير پتانسيل، اختلاف پتانسيل بين آند و كاتد صفر شود، آن‌گاه جریان نیز صفر و خوردگی عملا متوقف می شود. در حقيقت حفاظت كاتدي تغيير پتانسيل كاتد و رساندن آن به زیر پتانسيل آندی خود آن فلز مي‌باشد.. حفاظت كاتدي به دو روش قابل اجرا مي باشد كه شامل روش اعمال جريان و روش آند فداشونده مي باشند. در شکل زیر حفاظت کاتدی یک مخزن بتنی (تیکنر) با استفاده از آندهای فداشونده اجرا شده توسط شرکت تکتا خوردگی شریف در کشور لهستان قابل مشاهده می باشد.

خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن با افزایش حجم قابل ملاحظه روبرو است. این موضوع منجر به ایجاد تنش های کششی بالا در بتن شده و در نهایت منجر به ترک خوردن و تخریب آن خواهد شد. در محیط های دریایی بدلیل وجود عوامل خورنده ، لایه غیر فعال یا پسیو فولاد، از بین می رود و بتن دچار خوردگی شدید خواهد شد. حفاظت کاتدی یکی از روشهای جدید و موثر در حفاظت سازه های بتنی مسلح در برابر خوردگی می باشد. حفاظت کاتدی به دو روش اعمال جریان و روش آند فدا شونده قابل اجرا می باشد. در برخی از سازه های بتنی مثل بتن های پیش تنیده، بکارگیری روش اعمال جریان از حساسیت بالایی برخوردار است. در این حالت اگر بدلیل طراحی غلط و یا دلایل دیگر، خروجی ترانس رکتیفایر بیش از مقدار مورد نیاز حفاظت کاتدی باشد، منجر به تردی هیدروژنی و از دست رفتن چسبندگی آرماتور به بتن خواهد شد. در چنین مواردی بکارگیری روش آند فدا شونده توصیه می شود.

حفاظت کاتدیک عبارت است از جلوگیری یا کاهش سرعت خوردگی فلزات توسط اعمال یک جریان الکتریکی خارجی DC یا تماس آن با یک آند فداشونده، بر روی سطح فلز مورد نظر (در مناطق آندی خوردگی صورت می‌گیرد و در مناطق کاتدی حفاظت صورت می‌گیرد).

عملیات حفاظت کاتدیک را می‌توان در مورد خوردگی فلزاتی از قبیل فولاد، مس، سرب، و برنج در زمین (خاک) و محلول‌های مختلف آبی به کار برد. به کمک این سیستم می‌توان از خوردگی حفره‌ای فلزات روئین از جمله فولادهای ضدزنگ جلوگیری نمود.

اغلب ما با قطعات فلزی زنگ زده روبرو شده ایم و از همان کودکی متوجه تمایل ذاتی فلزات به زنگ زدن و اکسید شدن شده ایم، بخصوص برای فلزاتی که با آب و خاک در تماس هستند.

برای اینکه درک بهتری از سیستم حفاظت کاتدیک داشته باشیم، می‌بایست عواملی را که باعث خوردگی می‌شوند را بشناسیم که این سه عامل به شرح زیر است؛

دو فلز غیر هم جنس

الکترولیت

مسیر فلزی برقرار کننده جریان بین دو فلز غیر هم جنس

این سیستم به عنوان یکی از بهترین و مؤثرترین روش‌های حفاظت از خوردگی می‌باشد.

در این روش سازه مورد حفاظت، کاتد می‌شود، در دانش الکتروشیمیایی، آند خورده می‌شود و کاتد محافظت می‌گردد لذا جهت جلوگیری از خوردگی سازه‌ها، از حفاظت کاتدی استفاده می‌شود.

انواع سیستم‌های حفاظت کاتدی

حفاظت کاتدیک و آندی مکمل پوشش‌ها می‌باشند، در نتیجه کیفیت اعمال پوشش‌ها از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد که در این خصوص بازرسی‌های مربوطه می‌بایست انجام پذیرد.

دو نوع سیستم حفاظت کاتدیک به وسیله آندهای فداشونده (آلومینیوم، منیزیم، روی) و دیگری به روش آندهای تزریق جریان (آند چدنی پر سیلیس یا سیلیکونی، آند MMO و… ) می‌باشد.

سیستم حفاظت کاتدیک به روش آند فداشونده

سیستم فداشونده (گالوانیک):

در روش حفاظت کاتدیک فداشونده با اتصال یک فلز فعال‌تر به فلزی که قرار است حفاظت شود یک پیل گالوانیک بوجود می‌آورند و واکنش اکسیداسیون در آن متمرکز شده و از خوردگی کاتد جلوگیری می‌شود.

در این نوع از حفاظت با توجه به ترکیبات تشکیل دهنده آند، استفاده از آنها در محیط‌هایی با مقاومت ویژه بالا و جریان زیاد محدودیت‌هایی وجود دارد.

اربردهای سیستم حفاظت کاتدیک

این سیستم در تمامی سازه‌های فولادی مدفون در الکترولیت کاربرد دارد.

سیستم حفاظت کاتدیک به دلیل کارایی بالا و بازدهی مطلوب در حفاظت از انواع سازه‌های فلزی مدفون و مستغرق در بسترهای الکترولیت، در صنایع مختلف کشور مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به نمونه‌هایی از بهره گیری از این سیستم اشاره خواهیم کرد.

در زیر به شرح برخی از متداول‌ترین سازه‌های در تماس با الکترولیت اشاره می‌شود؛

خط لوله‌های مدفون در الکترولیت:

مخازن رو زمینی:

مخازن مدفون:

سازه‌های دریایی:

بویلرها:

آرماتور بتن:

آموزش و مشاوره حفاظت کاتدیک

شرکت دانش آریاکه محصولات خود را با برند aria تولید می‌نماید، ضمن اعلام آمادگی جهت تامین و تولید تمامی محصولات حفاظت کاتدیک از جمله انواع آندهای فداشونده (آلومینیوم، روی و منیزیم)، آندهای تزریق جریان ( MMO، HSCI) و دیگر ملزومات این حوزه (کابل کاینار، اسپارک گپ) که منطبق بر بالاترین کیفیت مورد پذیرش استانداردهای روز دنیا می‌باشد، به استحضار می‌رساند که در راستای رسالت اجتماعی خود به صورت رایگان حدود یکصد وبینار آموزشی در زمینه خوردگی فلزات ، سیستم‌های حفاظت کاتدی، عیب یابی، مشاوره و طراحی و همچنین آشنایی با تجهیزات، استانداردها و نحوه بازرسی و تست عملکرد آنها اقدام نموده است.