За да бъде разбрана катодната защита, първо трябва да бъде разбран механизмът на корозия. Корозията е термин, който идва от латински (corrodere) и означава разяждане. В природата под въздействието на корозията се разрушава почти всичко. Тук ще се спрем само на корозията на металите. Според произхода и механизма си, металната корозия бива химична, биохимична и електрохимична.

При химичната корозия разрушаването на метала става вследствие на химични реакции, при които няма протичане на електрически ток. Това са взаимодействия на метал с течности и газове, които не са електролити.

Биохимичната корозия се причинява от микроорганизми, които набавят енергията си посредством химични реакции. Някои бактерии са способни директно да окисляват желязото до железен окис.

Електрохимичната корозия е най-често срещания тип. При нея металите и сплавите корозират в резултат на контакт с вода или водни разтвори.

В този смисъл, за да се появи електрохимична корозия, трябва да са на лице три условия:

1. Два различни метала.
2. Електролит (солена вода или вода с някакви разтворени соли в нея).
3. Токопроводима връзка между различните метали.

Двата различни метала биха могли да са напълно различни сплави като например стомана и алуминий, но обикновено се касае за микроскопични или макроскопични металургични разлики на повърхността на един единствен метален детайл.

Ако посочените по-горе условия са налице, върху металната повърхност (нека в този случай смятаме, че метала корозира свободно, т.е. не корозира еднородно навсякъде), то това са места с повишена активност и именно там протича pеакцията.

Свободните електрони преминават през метала към по-малко активните места, където протича реакция, водеща до корозия.

Тази реакция популярно се обяснява като токопротичащ поток през водата от анода (по-активно място) към катода (по-малко активно място).

Галваничната корозия е електромеханичен процес, при който съществува потенциална разлика, измерена като напрежение, между различни метали и сплави, когато те се поставят в електролитен разтвор. Например, поставянето на два различни метала в солена вода ще направи батерия. С помощта на волтметър напрежението може да бъде измерено между различните метали, които са в контакт с водата. По същество басейнът със солена вода е голяма батерия, която може да генерира потенциална разлика във всички различни метали във водата. Неръждаемата стомана, поцинкованата стомана, алуминият, месингът, медта и титанът се срещат често в басейни и свързаното с тях оборудване, което е една от причините да възникнат повреди, свързани с корозия. Всички басейни, използващи хлор, могат потенциално да съдържат достатъчно сол, за да може водата да провежда електричество. В случай на басейни с хлор, рискът и произтичащите от него щети от галванична корозия са по-големи, тъй като нивата на солта са много по-високи. Два различни метала, потопени в солена вода, могат да имат потенциална разлика между тях, което позволява електрически ток да преминава от най-активния метал (анод) и да преминава през електролита (солена вода) към не толкова активен метал (катод). По време на този процес електрическият ток води до напреднала корозия на анода, тъй като той се разтваря в електролита (т.е. галванична корозия) и инхибира (потиска) корозията на катода (т.е. катодна защита). Колкото по-голяма е електролитната проводимост в разтвора, толкова по-големи са вредните ефекти на електрохимичния процес. Идеално чистата вода не провежда електричество, но всички басейни, използващи хлор са изложени на риск от галванична корозия. Това означава, че риска от корозия се увеличава с увеличаване на нивата на солта (поради повишената проводимост на водата). За да се намали или предотврати този процес, е необходимо да се вземат превантивни мерки. Една от тях е електрохимичната защита. Електрохимичната защита се основава на въздействие върху корозията чрез изменение на потенциала на метала като включва редуциране или елиминиране на корозията чрез прилагане на електрически ток или добавянето на по-аноден метал (анод за катодна защита) от този в галваничната двойка. Катодът е електродът, на който практически не протича процес на корозия. Съществуват два основни метода на защита:

Катодна защита с ток

В тази система анодите се захранват от външен постоянен ток. При този тип катодна система за защита, анодите са инсталирани в електролита и свързани към положителния извод на източник на постоянен ток, а металът, който трябва да бъде защитен, е свързан към отрицателния извод на източника на постоянен ток.

Катодна защита с жертвен анод

Катодната защита с жертвен анод е най – разпространеният вид елекрохимична защита, която се прилага за защита на стомани, мед, алуминий, техни сплави и др. от обща корозия в умерено агресивни електролитни среди.

Как катодната защита спира корозията?

Катодната защита предпазва от корозия, чрез превръщане на всички анодни места (активни) от металната повърхност, в катодни места (пасивни).

Обикновено това е под формата на галванични аноди, които са по-активни от стоманата. Този метод е известен също и като система за катодна защита чрез жертвени аноди, тъй като галваничните аноди се жертват, за да защитят металната структура от корозия.

Жертвените аноди могат да бъдат няколко вида:

Графитните жертвени аноди
Графитните жертвени аноди обикновено се поставят във вода или почва като постоянни електроди.

Предимства на графитните жертвени аноди

По-евтин материал и лесна обработка във всякакви форми и размери.

Жертвени аноди от метал:

Металите, които се използват са алуминий, магнезий, цинк като най-често използвания материал е цинкът.

С инсталирането на цинков анод с течение на времето анодът ще се превърне в жертвен елемент, така че всички метални компоненти на вашия басейн да не корозират.След като инсталирате цинков анод в басейна, вашите стъпала, стълба, части от нагревателя на басейна и другите метални части ще бъдат защитени от корозия. Анодът ще защитава почти всичко метално в басейна. Колкото по-високо е нивото на сол в басейна, толкова по-голям е тока между металните компоненти в басейна. Ако металните части не са свързани помежду си, това ще позволи по-голяма разлика в потенциала или напрежение между тези метални компоненти, което допълнително ще увеличи тока между тези метали. Това води до корозия на металите, така че за да предпазите вашият басейн е необходимо свързване на всички метални компоненти в басейна, заземителния проводник на електрическата инсталация и проводника на жертвения анод за да се отведат всички електрически заряди към него. Всеки басейн и особено басейните със солна електролиза трябва да имат инсталиран жертвен анод. Добавянето на това не сложно и евтино устройство ще намали драстично вредите в резултат на галванична корозия. То лесно може да бъде адаптирано и монтирано към всяка съществуваща система. Можете да използвате самостоятелни цинкови аноди, които се закрепват директно към стълбите, или цинкови анодни дискове да поставите в скимера.

Системата осигурява превантивна защита на металните части от корозия в басейни и СПА.

Защитата представлява уред с цинков жертвен анод, който предпазва обекта от токов удар, особено в басейни от фибростъкло без заземително свързване. Също така предотвратява електролитна корозия на металните части на басейна, като стълби от неръждаема стомана, топлообменник на термопомпата, UV системите за дезинфекция от неръждаема стомана, осветителни тела от неръждаема стомана, алуминиеви корпуси на помпи, хлоринатор и др.

Ако решите да инсталирате устройство с жертвен анод, най-важната част от инсталацията е да се уверите, че той е свързан със свързващия проводник към съществуващата връзка на всички метални компоненти на басейна. Цялата електрическа система на вашия басейн и всички метални компоненти трябва да са свързани и заземени правилно от квалифициран техник.

Как  работи  защитата  с цинковия  жертвен  анод ?

Всичко метално във вашия басейн е много вероятен източник на електрически потенциал. Солната електролиза в системата действа за разграждане на солта на натрий и активен хлор за борба с бактериите във вашия басейн. Но тя също добавя и електрически заряди във водата. Солената вода действа също и като електролит. Това означава, че всичко, което е метално и в контакт с водата в басейна ви, може да бъде застрашено от електрически ток и корозия. Защитата с жертвен анод се използва за предотвратяване на корозия на другите метали в басейна. Вграден цинков анод е монтиран в PVC тройник готов за монтаж. След като бъде инсталирано устройството с жертвеният анод ще корозира, вместо да корозират другите метали като алуминий, неръждаема стомана, мед, титан и др. Защита се свързва задължително към заземителната инсталация на басейна, за да защити целия басейн. Предимство на жертвените анодни системи е гъвкавостта в приложението. Анодите могат да бъдат инсталирани в различни приложения и конфигурации. Не е необходима външно захранване, за да бъде ефективна катодната защита. Друго предимство е минималната поддръжка, необходима за функционирането на тези системи.

Елементи, които са изложени на риск от корозия и промяна на цвета:

– нагревател

– филтри

– принадлежности

– стъпала

– стълби

– корпуси за осветителни тела

Начинът, по който цинковият жертвен анод работи за защита на метала във вашия басейн, е чрез процес, наречен катодна защита. Цинкът е по-активен химически от другите метали и гарантирано ще се превърне в анод преди всички останали метали и следователно ще се разпадне, преди да се нанесат каквито и да е щети на околния метал, предпазвайки го. Силите на окисляване и редуциране се извършват върху жертвения анод, вместо върху метала във вашия басейн. Това може да се види от галваничната диаграма по-долу.

Цинкът, като най-дясно стоящ на диаграмата е с най-висок електрически потенциал и е най-активен към електрическия заряд в електролита и следователно, корозията, причинена от електролизата ще атакува първо него. За да си изпълнява предназначението, жертвения цинков анод се нуждае задължително от две неща. Първо, той трябва да бъде добре и правилно електрически свързан към метала, който трябва да бъде защитен и към системата за заземяване на басейна и второ – да е в пряк контакт с водата в басейна. Правилното свързване е изключително важно защото в противен случай несвързаните към жертвения анод метални компоненти няма да придобият катодни свойства и да бъдат защитени а ще придобият анодни свойства и ще бъдат атакувани от корозия. По-конкретно, само анодният метал ще корозира, докато другият метал ще има повишена устойчивост на корозия. Този процес е известен като катодна защита. Ако не са свързани оборудването и всички метални части на басейна ще се появи потенциална разлика (напрежение) между всеки компонент и ще се получи галванична корозия между много галванични двойки. Чрез свързване на оборудването, то ще има еднакъв електрически потенциал и ще се избегне галваничната корозия между металните компоненти.

Необходима ли ни е защита с жертвен анод?

Има много променливи величини в един басейн, които включват цялостната химия на водата и видовете метали във вашата система. Правилното балансиране на pH е важно, но не винаги ще предотврати корозията, защото има и други фактори, включително алкалност, производство на хлор и др.В повечето случаи металът, използван за стълби, стъпала, корпуси и др. е висококачествена неръждаема стомана, титан и др. и трябва да устои на всякаква корозия. Отговорът, дали да използвате жертвен цинков анод, във всички случаи е положителен. Ако сте сигурен, че вашият нагревател е корозионноустойчив на солена вода и стълбата ви е от висококачествена неръждаема стомана, вероятно няма нужда да се притеснявате, но ако не сте сигурни, то устройството с жертвен цинков анод ще ви даде спокойствие, че сте защитили басейна си от корозия.

Поддръжка на устройството.

 Тази защита не изисква специална подръжка, освен проверка за състоянието на цинковия анод на всеки 6 – 12 месеца и евентуалната му смяна ако поне половината от него се е разпаднала.

Bulgarian BG English EN Greek EL Macedonian MK Romanian RO Serbian SR