La protección catódica

PROTECCIÓN CATÓDICA.

La protección catódica (CP): es una técnica para controlar la corrosión galvánica de una superficie de metal convirtiéndola en el cátodo de una celda electroquímica.1 El método más sencillo de aplicar la CP es mediante la conexión del metal a proteger con otro metal más fácilmente corrosible al actuar como ánodo de una celda electroquímica. Los sistemas de protección catódica son los que se usan más comúnmente para proteger acero, el agua o de combustible el transporte por tuberías y tanques de almacenamiento, barcos, o una plataforma petrolífera tanto mar adentro como en tierra firme.

La protección catódica (CP) puede, en bastantes casos, impedir la corrosión galvánica.

Historia

La protección catódica fue descrita por primera vez por Sir Humphry Davy en una serie de documentos presentados a la Real Sociedad2 en Londres en 1824. Después de una serie de pruebas, la primera aplicación fue en el HMS Samarang3 en 1824. Se adjuntó un Ánodo de sacrificio de hierro a la plancha de cobre del casco por debajo de la línea de flotación y redujo drásticamente la velocidad de corrosión del cobre. Sin embargo, un efecto secundario de la CP fue que hizo aumentar el crecimiento de algas. El cobre, cuando se corroe, libera iones de cobre que tienen un efecto anti algas. Dado que el exceso de crecimiento de algas afecta las prestaciones de la nave, la Royal Navy decidió que era mejor permitir que el cobre se corrompiera y tener el beneficio del crecimiento reducido de algas efecto anti-incrustación, de manera que la CP se dejó de utilizar.

TIPOS DE PROTECCION CATODICA.

• CP galvánica: Actualmente, el ánodo galvánico o ánodo de sacrificio se realiza en diversas formas con aleación de zinc, magnesio y aluminio. El potencial electroquímico, la capacidad actual, y la tasa de consumo de estas aleaciones son superiores para el aluminio que para el hierro. ASTM International publica normas sobre la composición y la fabricación de ánodos galvánicos.

Los ánodos galvánicos son diseñados y seleccionados para tener una tensión más "activa" (potencial electroquímico más negativo) que el metal de la estructura (en general acero). Para una CP eficaz, el potencial de la superficie de acero a estar polarizado más negativo hasta que la superficie tenga un potencial uniforme. En este momento, la fuerza impulsora para la reacción de corrosión se elimina. El ánodo galvánico se sigue corroyendo, se consume el material del ánodo hasta que finalmente éste debe ser reemplazado. La polarización es causada por el flujo de electrones del ánodo en el cátodo. La fuerza impulsora para el flujo de CP actual es la diferencia de potencial electroquímico entre el ánodo y el cátodo.

Ánodos de aluminio en una estructura de acero

• CP por corriente forzada:

Para estructuras más grandes, los ánodos galvánicos no pueden suministrar económicamente suficiente corriente para proporcionar una protección completa. Protección de corriente catódico forzado (CIPC) utiliza un sistema de ánodos conectados a un CC (o rectificador de protección catódica). Los ánodos para los sistemas CIPC son tubulares y sólidos en forma de barras o cintas continuas de diversos materiales especializados. Estos incluyen el silicio hierro fundido, grafito, mixta de óxido metálico, platino y niobio recubiertos con alambre y otros. Un sistema típico de CIPC para un gasoducto incluiría un rectificador de corriente alterna, accionado con una potencia máxima de salida de CC de entre 10 y 50 amperios y 50 Volt s. El terminal positivo de DC de salida se conecta a través de un cable de la matriz de ánodos enterrados en el suelo (el ánodo groundbed). Para muchas aplicaciones los ánodos se instalan a 60 m (200 pie) de profundidad, 25 cm (10-pulgadas) de diámetro vertical y relleno con conductores Coque (un material que mejora el rendimiento y la vida de los ánodos). Un cable clasificado para la corriente de salida se espera se conecta el polo negativo del rectificador a la tubería. La salida de funcionamiento del rectificador se ajusta al nivel óptimo después de realizar varias pruebas incluyendo medidas de [electroquímica [potencial]].

Un rectificador de protección catódica conectado a una tubería.

Acero galvanizado: Galvanizado generalmente se refiere a de galvanizado en caliente, que es una forma de recubrimiento de acero con una capa de zinc metálico. recubrimientos galvanizados son muy duraderas en la mayoría de entornos, ya que combinan las propiedades de barrera de un capa con algunos de los beneficios de la protección catódica. Si la capa de zinc está rayado o dañado a nivel local y el acero está expuesto, cerca de recubrimiento de zinc forma una pila galvánica con el acero expuesto y protegerlo de la corrosión. Esta es una forma de protección catódica localizada - el zinc actúa como un ánodo de sacrificio.

Metales Combinables

Muestra de ánodo de sacrificio: ánodo nuevo de zinc

Muestra de ánodo de sacrificio: ánodo de zinc usado

Para que la protección catódica pueda funcionar, el ánodo debe tener un potencial menor (es decir, más negativo) que el potencial del cátodo (la estructura a proteger). La siguiente tabla muestra qué metales se pueden combinar.

Metal Tensión

Acero inoxidable tipo 316 (inactivo) -0,05

Monel -0,08

Tipo de acero inoxidable 304 (inactivo) -0,08

Plata -0,13

Titanio -0,15

Aleación de Inconel 600 -0,17

Acero inoxidable tipo 316 acero inoxidable (activo) -0,18

Bronce de silicio -0,18

Níquel 200 -0,20

Cobre -0,24

Cuproníquel 70/30 -0,25

Bronce de manganeso -0,27

Latón -0,29

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