Babylon of University Collage of material engineering Corrosion Engineering CATHODIC & ANODIC PROTECTION Prepared by: Pro.Dr. Kadhum. Sultani Write by Nadi Taleb Jaber
الحماية الكاثودية واالنودية protection) (Cathodic & anodic زؤكم عطخ ان ؼذ ث ج د خه خ ك شثبئ خ زؤكم ث ب اال د ي خالل يج ػخ ي انزفبػالد انزؤكغذ خ دظ ل اخزضال أل بد ان ؼذ ا اخزضال اال كغج رذشس ان ذس ج ػ ذ انكبث د نك ن ػكغ ب انؼ ه خ جؼه ب انغطخ ثبنكبيم كبث د ثبن غجخ نجغى اخش انز ذظم ػ ذ ب رؤكم انجغى االخش انمش ت رذظم انزفبػالد انكبث د خ اال د خ )رذشس H 2 اخزضال O 2 ا رشع ت ان ؼذ ( ػه عطخ ان ؼذ ان شاد د ب ز زا أعبط فكشح انذ ب خ انكبث د خ. ايب انذ ب خ اال د خ ؽش مخ دذ ثخ غج ب يذذ دح يؼز ذح ػه فكشح جؼم طفبد ان ؼذ ف دبنخ انخ ل Passive زا ؼ ا ز انطش مخ ال ر فغ اال يغ ان ؼبد انز ن ب ز انخبط خ )اال زمبل ي انذبنخ انفؼبنخ ان انذبنخ انخبيهخ( يثم: انذذ ذ ان كم انز زب و عجبئك ى. TP 4 Transpassive potential 3 Primarm protective potential 2 corr 1 I corro 1
الحماية الكاثودية Cathodic protection ف ػبو 1824 ؽجمذ ف انجذش خ اإل كه ض خ فكشح رؼز ذ ػه جؼم عطخ ان ؼذ كبث د نغطخ اخش زى رذم ك ز انفكشح ثبألعه ث انزبن : - 1 أسلوب االنود المضحي Sacrificial ؼز ذ ػه أعبط ج د ػ ظش يخزهف ف ل خ انج ذ )ج ذ انزؤكغذ أكثش ا جبث خ( عزك راد ي اطفبد ا د خ عزك األلطبة األخش راد ج ذ رؤكغذ اؽئ كبث د فه سثط ب لطؼخ ي ان غ غ و يغ انذذ ذ ف يذ ؾ ادذ سثط ب ب ا ب انكزش ب ك ب ف انشكم: Mg Pipe ي خالل زا انشثؾ ع ف زؤكم ان غ غ و ظجخ اال د ا ج ة انذذ ذ انكبث د )دغت فشق ج ذ انزؤكغذ( ز انطش مخ رغ ؽش مخ اال د ان ؼذ د ث زطهت ث فزشح أخش رجذ م زا اال د ذغت نذجى ي بعت كزنك جت ا ك ي ػ ع ث غبفخ يؼ خ ي عطخ ان ؼذ نك ؼ ج د دائشح ك شثبئ خ فؼم ا ر صع يج ػخ ي اال داد ػه ؽ ل اال ج ة ان شاد د ب ز كزنك شاػ ا ك شكم اال د دغت شكم انجغى ان شاد د ب ز كزنك شاػ ا ك اال د را ج ذ رؤكغذ اػه ثكث ش ي انجغى ان شاد د ب ز. 2- الحماية الكاثودية بواسطة تيار خارجي Impressed Current ك جؼم عطخ ان ؼذ ا اال ج ة ان ذف ان شاد د ب ز كبث دا ثبن غجخ ن ؼذ اخش رنك ي خالل رغه ؾ ج ذ ك شثبئ ػه ي خالل دائشح خبسج خ )ثطبس خ ا يظذ ك شثبئ ع )DC د ث شثؾ عطخ ان ؼذ ان شاد د ب ز ثبنمطت انغبنت نهجطبس خ ان بدح األخش ثبنمطت ان جت ن ب ثزنك رذظم ػ ه بد انزؤكغذ ػه انمطت ان جت )ػ ه بد رؤكم( رذظم ػ ه بد االخزضال ػه انمطت انغبنت )انؼ ه بد انكبث د خ(. 2
DC Current A Pipe under Earth جذد ز انطش مخ العزؼ بالد كث شح ف ان لذ انذبػش أفؼم أع م ي انطش مخ األ ن رغزؼ م ثمب ب ان ؼذ scrap كؤ د ا لؼجب ي انكشاف ذ يمب يخ نزؤكم األسع ثشكم ي زبص. اعزخذيذ يؤخشا انطبلخ انش غ خ ك ظذس نهز بس انك شثبئ ثطش مخ غ ش يجبششح ثبألخض خالل انخال ب انش غ خ ف يذطبد انذ ب خ انكبث د خ انجؼ ذح ا ز انطش مخ ر فغ ثشكم ي زبص ف د ب خ خط ؽ مم ان فؾ يشزمبر نأل بث ت ان زذح رذذ األسع. انجذ ل ػخ ثؼغ ل ى انز بس انالصيخ إل جبح انذ ب خ انكبث د خ ث اعطخ يظذس خبسج. (Table current density (Ideal) for Cathodic protection for steel) Current density ma/ft 2 50000 1-3 5-10 1-3 6-8 0.1-0.5 The movement Constant Constant Flow Slow flow Ebb & flow Constant Environmental H 2 SO 4 (hot ) Under earth Fresh water Hot water Sea water Concrete Structure Tank Pipe line & Tank Pipe line Heater (water) Pile Iron rod 3
ا دغبة ل خ انز بس انالصو نهذظ ل ػه د ب خ كبيهخ رؼز ذ ػه انز ط ه خ نه ذ ؾ االكبل ػه يمذاس انطبلخ انك شثبئ خ ان فم دح ثغجت يمب يخ ان ذ ؾ ػه ػ خ ان ؼذ ان شاد د ب ز ػ خ اال د دج شكه ي لؼ )ثؼذ ػ ان ؼذ (. فؼم اعزخذاو ا د ث فظ شكم رؼشجبد اال ج ة ان شاد د ب ز ثؤثؼبد يزغب خ ػ نؼ ب ر ص غ انز بس ػه ج غ اال ج ة ثبنزغب ا انج ذ ان اجت رغه ط ػه انزشك ت نذ ب ز جت ا غجت اعزمطبثب كبث د ب كبف ب ػه يثال ثبن غجخ نهذذ ذ steelف يبء ػبد ا يبء انجذش ذزبج ان ج ذ يمذاس )v 0.8-( نك ك يغزمطت كبث د ب ثشكم كبيم. اختيار االنود Selection كفبءح انذ ب خ انكبث د خ رؼز ذ ػه يف و )أدغ كفبءح ثؤلم ركبن ف( انجذ ل اد ب ػخ ان بدح ان غزخذيخ ك خ اعز الك ب غجخ ان ان ذ ؾ ان ػ ع ف د ث ا ب يب سخ ض جذا يثم Scrap يب غبن جذا يثم انجالر غزخذو انكشاف ذ ف يؼظى األد ب ػ ذيب ك انزآكم اسػ )ا بث ت يذف خ( ك ب غزخذو انشطبص ف األج اء انجذش خ. Consumption Ib/amp year 20 10-20 0.25-5 0.25-1 0.1-0.25 Nil Environmental Soil, sea water, Tap water Soil, sea water, Tap water Soil, Tap water Soil, sea water, Tap water Sea water Sea water Material Iron scrap Aluminum Graphite Iron with high Silicon Lead Titanium coated platinum التيارات الشاردة Currents wander ا ان ؼذ ان شاد د ب ز كبث د ب ثبن غجخ نال د )يؼذ جؼه ا د( أ ا ان ؼذ ان شاد د ب ز ع ك كبث دا ثبن غجخ نكم ان ؼبد ان ج دح ػ رؤث ش ان جبل انك شثبئ نهكبث د ج د ا بث ت ا رشاك ت أخش ػ يجبل رؤث ش انذائشح ع ف رظجخ ا د ثبنذث ثبن غجخ نهزشاك ت ان ذ خ أ عززؤكم األخش رنك ال اال د انز ط ؼ ب ع ك اكثش جال ي ان ؼبد ان ج دح لشث الدظ انشكم انزبن : - DC + Cathod Metal protection cathode 4
ك رالف ز انظب شح ثشثؾ ج غ اال بث ت ثذائشح انذ ب خ يغ ص بدح انز بس ان بس ث اال د انكبث د. DC Metal protection ا رذذ ذ ل خ كثبفخ انز بس ػذد اال داد ان ؼذ خ ا ان غبػذح ان غبفخ ث انغطخ ان ذ ث اال داد ؼز ذ ثظ سح سئ غ خ ػه يمب يخ ا ر ط ه خ ان ذ ؾ ا كم انك شثبئ خ فف األسع راد انز ط م انؼبن رذزبج ان ػذد له م ي اال داد نزذم ك كثبفخ ر بس ي بعجخ ػه عطخ اال ج ة ان شاد د ب ز ايب انزشثخ سد ئخ انز ط م رذزبج ان ػذد أكجش ي اال داد يغبفخ يزمبسثخ ث ا د ا د أ ؼب لشة اال د ي انجغى ان ذ. دغبة ان مب يخ ػذد اال داد ؼز ذ ػه لب يذ ؾ انزآكم اوم ػه ي ذ االعزمطبة نه ؼذ ان شاد د ب ز ف E P = I P (R A +R B R n ) ج ذ انمطت: كثبفخ انز بس: يمب يخ اال د: E P I P R A 5
Anodic الحماية Protection االنودية ز انطش مخ دذ ثخ غج ب 1954 رؼز ذ ز انزم خ ػه أعبط رك ؽجمخ ي االكبع ذ انذبي خ ػه عطخ ان ؼذ ا ثزؼج ش اخش رؼز ذ ز انزك ه ج ب ػه جؼم عطخ ان ؼذ ان شاد د ب ز ػ ي طمخ انذ ب خ انزار خ E PP أ ث اطفبد شج ثظفبد ان ؼبد ان ج هخ رنك ثزغه ؾ ج ذ اػه ي ج ذ ثذا خ انذ ب خ )passive( الم ي ج ذ ثذا خ ي طمخ يب ثؼذ انغبنج خ E TP )انششح ػه انشكم: ا سفغ انج ذ اػه E TP ؤد ان ركغش ؽجمخ انذ ب خ جؼه ب يزؼذدح انطجمبد ػؼ فخ االنزظبق ػه انغطخ فزضداد عشػخ انزؤكم يشح أخش ن زا ي انؼش س انغ طشح ػه ل خ انج ذ ان غهؾ ػه انغطخ( ال ر فغ فمؾ انذذ ذ انكش و ان كم انز زب و فؼم ا ك انج ذ ان غهؾ ػجبسح ػ يؼذل ث E TP, E PP E Applied = velocity / corros mpy Environmental Type of alloy protective non-protective 0.025 14 10 5 NaCl + 1NH 2 SO 4 0.045 2.9 10 3 NaCl + 1NH 2 SO 4 0.2 3.9 10 1 NaCl + 1NH 2 SO 4 5.5 304 (19 Cr + 9 Ni) 0.016 1930 10 5 NaCl + 10 H 2 SO 4 0.04 1125 10 3 NaCl + 10 H 2 SO 4 0.21 77 10 1 NaCl + 10 H 2 SO 4 6