הגנה קתודית
הגנה קתודית (באנגלית: Cathodic protection), היא שיטה לעצירת הליך החלודה של מבנים מתכתיים, למשל ובעיקר צינורות תת-קרקעיים. בשיטה זו יוצרים מעגל חשמלי ההופך את המבנה המתכתי המוגן לקתודי ביחס לאזור אנודי מלאכותי.
למעשה יוצרים מעגל חשמלי המזרים דרך גוף אנודי מלאכותי זרם אל הקרקע, הנקלט על ידי הצינור המוגן. זרם זה צריך להיות מספיק גדול כדי לנטרל את כל הזרמים האנודיים הנפלטים מפני הצינור. הצעות ראשונות להפעלת הגנה קתודית בוצעו על ידי האמפרי דייווי בשנת 1824.
שיטות הגנה קתודית
עריכהניתן להגן קתודית על מבנה מתכתי בקרקע בשיטות הבאות:
- אנודת הקרבה (באנגלית: sacrificial anode או Galvanic anode), מקובל למשל במנועי ספינות קטנים
- מתקן בזרם מאולץ
אנודות הקרבה
עריכה
יצירת מעגל חשמלי על ידי חיבור גלווני של אנודה או מספר אנודות אל הצינור המוגן.
האנודה מיוצרת במיוחד למטרה זו, עשויה מסגסוגת של מתכת הממוקמת גבוה יותר בשורה הגלוונית מברזל ++Fe (צינור פלדה), בדרך כלל מגנזיום ++Mg או אבץ ++Zn.
האנודה ארוזה בתוך שק עם חומר מילוי היגרוסקופי המונחת בקרקע בסמוך לצינור עליו היא מגינה.
יתרונות השיטה:
- קלה להתקנה
- זולה
- אין צורך בתחזוקה שוטפת
- אין צורך במקור זרם חיצוני
חסרונות השיטה:
- מתאימה רק לצינורות בעלי עטיפה חיצונית טובה
- מתאימה להתקנה רק בקרקעות בעלות מוליכות חשמלית גבוהה
- אורך חיים קצר יחסית: 5-15 שנים
- תפוקת זרם נמוכה: לכן מתאימה לקטעי צנרת קצרים יחסית
מתקן בזרם מאולץ
עריכהיצירת מעגל חשמלי בעזרת מיישר זרם הניזון ממקור מתח חיצוני. הקוטב השלילי של המיישב מחובר באמצעות כבל אל המבנה המתכתי המוגן. הקוטב החיובי מחובר באמצעות כבל אל גוף היוצר את האזור האנודי - שדה האנודות.
לשדה האנודות מספר צורות בהתאם לזרם המתוכנן, מקדם התנגדות של שכבות הקרקע והקרבה למבנה המוגן.
השיטה מאוד מקובלת בחברות בעלות תשתית אורכית גדולה של מאות ואלפי קילומטרים.
לקריאה נוספת
עריכה- W.Von Baeckmann, Hand book of cathodic corrosion protection, GPP, 1997
- API RP 1632 Cathodic protection of underground petroleum storage tanks and piping systems, API, 1996
- מצגות לגבי שימוש בהגנה קתודית(הקישור אינו פעיל)
קישורים חיצוניים
עריכה
- cathodic protection 101 , באתר (stoprust)
- תרגם ש.מ. הגנה קטודית, 'מערכות ים' מ"ג, אוקטובר 1959, עמ' 91.