Η έννοια της διάβρωσης

Transcript

1 Η έννοια της διάβρωσης Με τον όρο διάβρωση ενός μετάλλου εννοούμε το σύνολο των πολύπλοκων χημικών φαινομένων, που λαμβάνουν χώρα σ' αυτό, υπό την επίδραση του άμεσου περιβάλλοντός του, και που οδηγούν στην αλλοίωση αυτού, με αποτέλεσμα τη χειροτέρευση των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του. Η διάβρωση των μετάλλων οδηγεί στην υποβάθμιση των κατασκευών ή και στη μείωση του χρόνου αντικατάστασης αυτών, με αποτέλεσμα το υψηλό κόστος συντήρησης ή/και αντικατάστασης των κατασκευών.

2 Στη βάση κάθε τύπου διάβρωσης υπάρχει μία αντίδραση οξείδωσης του μετάλλου που διαβρώνεται Αρχικά οξείδωση ονομάζαμε την χημική αντίδραση με οξυγόνο: Ζn + ½Ο 2 ΖnΟ Αργότερα στην έννοια της οξείδωσης δόθηκε ευρύτερος ορισμός και σήμερα οξείδωση ονομάζουμε την αποβολή ηλεκτρόνιων. Cu Cu e Η παραπάνω αντίδραση είναι αμφίδρομη. Υπό ορισμένες συνθήκες μπορεί να συμβεί και η αντίστροφη δράση που ονομάζεται αναγωγή (πρόσληψη ηλεκτρονίων): Cu e Cu

3 Δυναμικά αναγωγής Είναι γνωστό ότι τα μέταλλα είναι ηλεκτροθετικά στοιχεία. Έχουν δηλαδή την αυθόρμητη τάση να αποβάλλουν ηλεκτρόνια. Για παράδειγμα εάν βυθίσουμε ένα έλασμα Ζn σε ένα διάλυμα ιόντων Ζn 2+ π.χ. διάλυμα ZnSO 4 τότε άτομα Ζn από το μεταλλικό έλασμα έχουν την τάση να μετατραπούν σε ιόντα Ζn 2+ και να περάσουν στο διάλυμα αφήνοντας τα ηλεκτρόνια τους πάνω στο έλασμα. Το φαινόμενο συνεχίζεται μέχρι να αποκατασταθεί η χημική ισορροπία: Ζn Ζn e Η παραπάνω διάταξη αποτελεί ένα ημιστοιχείο και συμβολίζεται ως Ζn/Ζn 2+.

4 Δυναμικά αναγωγής Το απόλυτο δυναμικό κάθε ημιστοιχείου (ηλεκτρεγερτική δύναμη ημιστοιχείου) δεν είναι δυνατό να μετρηθεί, αφού είναι απαραίτητο πάντα να χρησιμοποιείται ένα δεύτερο ηλεκτρόδιο για να συμπληρωθεί ηλεκτρικό κύκλωμα. Συμφωνήθηκε η χρησιμοποίηση «προτύπου ηλεκτροδίου υδρογόνου» (SHE) σαν ηλεκτρόδιο αναφοράς, στο οποίο δόθηκε η αυθαίρετη τιμή των μηδέν (0) Volt. Η τάση ενός στοιχείου να αποβάλλει ή να προσλάβει ηλεκτρόνια μπορεί να μετρηθεί υπό την μορφή διαφοράς δυναμικού Ε μεταξύ του ηλεκτροδίου του στοιχείου που βρίσκεται στην κανονική του κατάσταση και του κανονικού ηλεκτροδίου του υδρογόνου. Η κανονική κατάσταση αντιστοιχεί σε θερμοκρασία 25 C, σε πίεση 1 atm και για ιοντικά διαλύματα, σε συγκέντρωση 1 Μ.

5 Ηλεκτροχημική σειρά των στοιχείων ή σειρά δραστικότητας Η σειρά των κανονικών δυναμικών των στοιχείων, ονομάζεται ηλεκτροχημική σειρά των στοιχείων ή σειρά δραστικότητας. Γενικά όσο πιο μεγάλο είναι το κανονικό δυναμικό αναγωγής του μετάλλου (Ε ), τόσο λιγότερο δραστικό είναι, τόσο πιο δύσκολα οξειδώνεται και επομένως τόσο πιο πολύ αντέχει στη διάβρωση. Σε ορισμένα βιβλία ηλεκτροχημείας, τα κανονικά δυναμικά που δίνονται, αναφέρονται σε αντιδράσεις οξείδωσης και για το λόγο αυτό αναφέρονται σαν κανονικά δυναμικά οξείδωσης, σε αντιδιαστολή προς τα κανονικά δυναμικά αναγωγής. Τα κανονικά δυναμικά οξείδωσης, έχουν το αντίθετο πρόσημο.

6 Πίνακας : Κανονικά δυναμικά αναγωγής Ημιαντίδραση Volt Li + + e Li -3,05 Κ + + e Κ -2,92 Ca e Ca -2,76 Na + + e Na -2,71 Mg e Mg -2,37 Al e Al -1,69 Zn e Zn -0,76 Cr e Cr -0,70 Fe e Fe -0,44 Sn e Sn -0,14 Pb e Pb -0,13 2H + + 2e H 2 0,00 Cu e Cu +0,34 Au e Au +1,50

7 Ηλεκτροχημικό στοιχείο e Ηλεκτρολυτικός Σύνδεσμος Άνοδος Οξείδωση KCL Κάθοδος Αναγωγή Zn Cl - K + Cu Zn +2 SO 4-2 Cu +2 SO 4-2 Η παραπάνω διάταξη αποτελεί ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο (γαλβανικό στοιχείο) που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρικό ρεύμα.

8 Ηλεκτροχημικό στοιχείο e Ηλεκτρολυτικός Σύνδεσμος Άνοδος Οξείδωση KCL Κάθοδος Αναγωγή Zn Cl - K + Cu Zn +2 SO 4-2 Cu +2 SO 4-2 Ημιστοιχείο Ζn / Ζn 2+ Ημιστοιχείο το Cu / Cu 2+ Ζn Ζn e Cu Cu e

9 Ηλεκτροχημικό στοιχείο e Ηλεκτρολυτικός Σύνδεσμος Άνοδος Οξείδωση KCL Κάθοδος Αναγωγή Zn Cl - K + Cu Zn +2 SO 4-2 Cu +2 SO 4-2 Εάν συνδέσουμε τα δύο ημιστοιχεία αγώγιμα με ένα ηλεκτρολυτικό σύνδεσμο και ένα μεταλλικό αγωγό (σύρμα), το ηλεκτρικό κύκλωμα κλείνει. Ο ηλεκτρολυτικός σύνδεσμος μπορεί να είναι ένα απορροφητικό χαρτί εμβαπτισμένο σε ένα διάλυμα άλατος (π.χ. KCl) ή ένας γυάλινος σωλήνας περιέχει KCl. σχήματος U που είναι γεμάτος με ένα ζελέ (άγαρ-άγαρ) που

10 Ηλεκτροχημικό στοιχείο e Ηλεκτρολυτικός Σύνδεσμος Άνοδος Οξείδωση KCL Κάθοδος Αναγωγή Zn Cl - K + Cu Zn +2 SO 4-2 Cu +2 SO 4-2 Επειδή η τάση του Ζn να αποβάλει ηλεκτρόνια είναι μεγαλύτερη από ότι στον Cu, η χημική ισορροπία στο ημιστοιχείο του Cu/Cu 2+ διαταράσσεται και μετατοπίζεται προς τα αριστερά, ενώ παρατηρείται συνεχής ροή ηλεκτρονίων από τον Ζn προς τον Cu διαμέσου του μεταλλικού αγωγού. Το συνολικό δυναμικό του ηλεκτροχημικού στοιχείου προκύπτει από το αλγεβρικό άθροισμα των δυναμικών των δύο ημιστοιχείων.

11 Ηλεκτροχημικό στοιχείο Daniel e Ηλεκτρολυτικός Σύνδεσμος Άνοδος Οξείδωση KCL Κάθοδος Αναγωγή Zn Cl - K + Cu Zn +2 SO 4-2 Cu +2 SO 4-2

12 Οι κυριότερες περιπτώσεις διάβρωσης των μετάλλων: Διάβρωση των μετάλλων στην ατμόσφαιρα Οφείλεται στην επίδραση του ατμοσφαιρικού αέρα (και ειδικότερα του Ο 2 ), σε συνδυασμό με υγρασία και τις διαλυμένες σ αυτήν ουσίες, πάνω στα διάφορα μέταλλα. Γι αυτό τον λόγο η διάβρωση των μεταλλικών κατασκευών είναι εντονότερη σε παραθαλάσσιες περιοχές (παρουσία αλάτων) και σε περιοχές με ατμοσφαιρική ρύπανση ( παρουσία CO 2, SO 2, H 2 S, Ν χ Ο ψ κλπ.). Διάβρωση των μετάλλων στο έδαφος Αυτή προκαλείται στα μέταλλα που έρχονται σε επαφή με το έδαφος. Συνήθως στο έδαφος αφθονούν περιπλανώμενα ηλεκτρικά ρεύματα, που προκαλούν πραγματικές ηλεκτρολύσεις, στις οποίες οι υπεδάφιες μεταλλικές κατασκευές συμπεριφέρονται σαν ηλεκτρόδια και το νερό με τα διαλυμένα εντός αυτού άλατα σαν ηλεκτρολύτης. Η από διαλύματα διάβρωση των μετάλλων (χημική διάβρωση) Αυτή προκαλείται στα μέταλλα που έρχονται σ επαφή με διαλύματα. Συνήθως ο τύπος αυτός της διάβρωσης οφείλεται στη χημική επίδραση, επί των μετάλλων, ουσιών που είναι διαλυμένες. Π.χ. Ζn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + Η 2 έλασμα δ/μα

13 Διάβρωση των μετάλλων Μια πλήρης αντίδραση διάβρωσης ενός μεταλλικού υλικού βασίζεται στην ύπαρξη μιας ανοδικής και μιας καθοδικής περιοχής, μεταξύ των οποίων εμφανίζεται διαφορά δυναμικού. Έτσι όταν δύο διαφορετικά μέταλλα βρίσκονται σε επαφή (π.χ. χάλκινο εξάρτημα προσαρμοσμένο σε χαλύβδινο σωλήνα ύδρευσης) δημιουργείται άνοδος και κάθοδος. Επίσης αν μέσα στο ίδιο μέταλλο υπάρχουν προσμίξεις δημιουργείται ανοδική και καθοδική περιοχή. Αν περιοχές του ίδιου μετάλλου είναι εκτεθειμένες σε διαφορετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα δημιουργείται ανοδική και καθοδική περιοχή λόγω διαφορών στη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη. Ακόμη και σε μέταλλο που είναι εκτεθειμένο στο ίδιο διαβρωτικό περιβάλλον υπάρχουν ανοδικές και καθοδικές περιοχές, εξαιτίας τοπικών διαφορών στην εσωτερική ενέργεια, π.χ. στρέβλωση κρυσταλλικού πλέγματος από μηχανική καταπόνηση, που οδηγεί σε ενεργειακή αναβάθμιση ή ακόμα και λόγω τραχύτητας στην επιφάνεια του μετάλλου.

14 Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση: Η δραστικότητα του μετάλλου Οι συγκεντρώσεις οξειδωτικών ουσιών στο περιβάλλον του μετάλλου Η οξύτητα του περιβάλλοντος του μετάλλου Η αγωγιμότητα του διαβρωτικού περιβάλλοντος Η ταχύτητα ροής του ρευστού (αέρας ή υγρό) που περιβάλλει το μέταλλο Η θερμοκρασία του μετάλλου Η δημιουργία παθητικών στρωμάτων στην επιφάνεια του μετάλλου Η ανομοιογένεια της επιφάνειας του υλικού Η ύπαρξη μηχανικών τάσεων Η ύπαρξη τριεπιφανειών Πέραν των προαναφερθέντων παραγόντων υπάρχουν και άλλοι ειδικότεροι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τη διάβρωση ενός μετάλλου.

15 Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση: Οι συγκεντρώσεις οξειδωτικών ουσιών στο περιβάλλον του μετάλλου Συνήθως η ύπαρξη οξειδωτικών ουσιών στο περιβάλλον του μετάλλου επιταχύνει τη διάβρωση του. Η επιτάχυνση αυτή είναι τόσο μεγαλύτερη όσο υψηλότερες είναι οι συγκεντρώσεις των οξειδωτικών ουσιών στο περιβάλλον. Σε μερικές όμως περιπτώσεις η ύπαρξη τέτοιων ουσιών επιβραδύνει τη διάβρωση του μετάλλου λόγω συνήθως της δημιουργίας στην επιφάνεια του μετάλλου προστατευτικού οξειδίου. Η οξύτητα του περιβάλλοντος του μετάλλου Κατά την επαφή μετάλλου με διαλύματα, υπάρχει τάση του μετάλλου να διαβρωθεί αντικαθιστώντας τα ιόντα υδρογόνου του διαλύματος. Η τάση αυτή συνδέεται άμεσα με τη θέση του μετάλλου στη σειρά δραστικότητας των στοιχείων. Καθώς κατά τη διάβρωση αυτή λαμβάνει χώρα εκφόρτιση των ιόντων υδρογόνου, η συγκέντρωση αυτών, η οποία εκφράζεται με το pη του διαλύματος, είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας για τη διάβρωση του μετάλλου. Γενικά τα όξινα διαλύματα (χαμηλό ΡΗ) είναι περισσότερο διαβρωτικά από τα ουδέτερα (pη = 7) και τα αλκαλικά διαλύματα (υψηλό pη).

16 Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση: Η αγωγιμότητα του διαβρωτικού περιβάλλοντος Όσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα του διαβρωτικού περιβάλλοντος, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάβρωση. Αυτός είναι ο κύριος για τη μεγάλη διαβρωτική ικανότητα του θαλασσινού νερού, που έχει υψηλή αγωγιμότητα λόγω της μεγάλης συγκέντρωσης αλάτων που περιέχει. Για τον ίδιο λόγο η διάβρωση των μεταλλικών κατασκευών είναι εντονότερη σε παραθαλάσσιες περιοχές, αφού σταγονίδια θαλασσινού νερού παρασύρονται από τον άνεμο (αλατονέφωση) και αυξάνουν την αγωγιμότητα της υγρασίας του αέρα Η ταχύτητα ροής του ρευστού (αέρας ή υγρό) που περιβάλλει το μέταλλο Η μετάβαση από την ακινησία στη κίνηση και η αύξηση της ταχύτητας του ρευστού που περιβάλλει ένα μέταλλο, τείνει να επιταχύνει τη διάβρωση του. Αυτή η επίδραση εξηγείται από το γεγονός ότι η αύξηση της ταχύτητας του μέσου που περιβάλλει το μέταλλο οδηγεί στην αύξηση του ρυθμού μεταφοράς των διαβρωτικών ουσιών προς τη διαβρωνόμενη επιφάνεια και στην αύξηση του ρυθμού απομάκρυνσης των προϊόντων της διάβρωσης από την επιφάνεια.

17 Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση: Η θερμοκρασία του μετάλλου Είναι γνωστό ότι οι χημικές αντιδράσεις επιταχύνονται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Επομένως και ο ρυθμός της διάβρωσης του μετάλλου αυξάνει με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η δημιουργία παθητικών στρωμάτων στην επιφάνεια του μετάλλου Σε μερικές περιπτώσεις με την έναρξη της διάβρωσης ενός μετάλλου, η εξέλιξη αυτής ελέγχεται από τα παθητικά στρώματα, τα οποία είναι δυνατόν να σχηματισθούν πάνω στην επιφάνεια του μετάλλου. Τα στρώματα αυτά μπορούν να είναι είτε αδιαπέραστα και αδρανή, οπότε εμποδίζουν τη διάβρωση να προχωρήσει, είτε διαπερατά, οπότε η διάβρωση συνεχίζεται. Η ανομοιογένεια της επιφάνειας του υλικού Ακαθαρσίες και ρύπανση στην επιφάνεια του υλικού επιταχύνουν την διάβρωση. Το ίδιο συμβαίνει και στις μικροσκοπικές ή μακροσκοπικές επιφανειακές ανωμαλίες (προεξοχές).

18 Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση: Η ύπαρξη μηχανικών τάσεων Πλαστικές παραμορφώσεις και αταξίες δομής που προκλήθηκαν από μηχανική ή θερμική κατεργασία αυξάνουν την διάβρωση. Μηχανική καταπόνηση του υλικού προκαλεί στρέβλωση του κρυσταλλικού πλέγματος του μετάλλου, με αποτέλεσμα τοπική ενεργειακή αναβάθμιση στην καταπονηθήσα περιοχή. Οι ενεργειακά αναβαθμισμένες περιοχές είναι χημικά δραστικότερες και επομένως οξειδώνονται ευκολότερα. Η ύπαρξη τριεπιφανειών Η διάβρωση στην περιοχή των τριεπιφανειών είναι εντονότερη. Για παράδειγμα αναφέρουμε την ίσαλη γραμμή των πλοίων (αέρας-θάλασσα-χάλυβας) ή σωλήνες που διαπερνούν πατώματα (αέρας-μπετόν-χάλυβας). Πέραν των προαναφερθέντων παραγόντων υπάρχουν και άλλοι ειδικότεροι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τη διάβρωση ενός μετάλλου.

19 Η ταχύτητα της διάβρωσης Η ταχύτητα της διάβρωσης θα δίνεται από την ακόλουθη γενική σχέση: r(t) = dy / dt όπου r = η ταχύτητα της διάβρωσης του μεταλλικού αντικειμένου dy = η μεταβολή της μάζας ή του πάχους του διαβρωμένου τμήματος του μεταλλικού αντικειμένου dt = το χρονικό διάστημα εντός του οποίου επήλθε η μεταβολή dy Δεν υπάρχει ένας γενικός νόμος: σε μερικές περιπτώσεις η ταχύτητα διάβρωσης παραμένει σταθερή, σε άλλες μειώνεται και σε άλλες αυξάνει συναρτήσει του χρόνου. Εάν είναι γνωστή η ταχύτητα r(t) της διάβρωσης ενός μεταλλικού αντικειμένου συναρτήσει του χρόνου, τότε με ολοκλήρωση προκύπτει μια σχέση της μορφής y = y(t). Η σχέση αυτή δείχνει το πόσο έχει προχωρήσει η διάβρωση του μεταλλικού αντικειμένου από το χρόνο έναρξης μέχρι τη χρονική στιγμή t.

20 Η ταχύτητα της διάβρωσης Για μικρά πάχη ομοιόμορφα διαβρωμένου μεταλλικού αντικειμένου ισχύει κατά προσέγγιση η ακόλουθη σχέση: m = ρ S h όπου m = η μάζα του διαβρωμένου τμήματος του μεταλλικού αντικειμένου ρ = η πυκνότητα του μεταλλικού αντικειμένου S = η επιφάνεια διάβρωσης του μεταλλικού αντικειμένου h = το πάχος του διαβρωμένου τμήματος του μεταλλικού αντικειμένου Από τις παραπάνω σχέσεις προκύπτει: r 2 = dm/dt = ρ S (dh/dt) = ρ S r 1

21 Οι περισσότερο γνωστές μορφές του μαθηματικού μοντέλου y = y(t), που συναντώνται στις διάφορες διαβρώσεις μεταλλικών αντικειμένων, είναι οι ακόλουθες: 1. Το παραβολικό μοντέλο του Wagner: y 2 = K t όπου Κ είναι μια εμπειρική σταθερά, που προκύπτει από τη σταθερά της ταχύτητας του βραδύτερου σταδίου της συνολικής αντίδρασης της διάβρωσης και εξαρτάται από τις διάφορες μεταβλητές του φαινομένου της διάβρωσης. 2. Το γραμμικό μοντέλο: y = K t 3. Το εκθετικό μοντέλο: y = e K t

22 Αντιδιαβρωτική προστασία: Η προστασία των μετάλλων από τη διάβρωση μπορεί να γίνει με μέτρα που αντιμάχονται τους μηχανισμούς της ή με απομόνωση του μεταλλικού αντικειμένου από το διαβρωτικό περιβάλλον. Οι συνηθέστεροι μέθοδοι προστασίας των μετάλλων από τη διάβρωση είναι οι ακόλουθοι: Χρήση μετάλλων υψηλής καθαρότητας Λείανση των επιφανειών Θερμική κατεργασία των μετάλλων Αποφυγή επαφής μετάλλων με μεγάλη διαφορά στο δυναμικό αναγωγής Επιφανειακές κατεργασίες των μετάλλων Παθητικοποιητές Καθοδική προστασία Θυσιαζόμενα ηλεκτρόδια Μεταλλικές επικαλύψεις Μη μεταλλικές επικαλύψεις

23 Αντιδιαβρωτική προστασία: Η προστασία των μετάλλων από τη διάβρωση μπορεί να γίνει με μέτρα που αντιμάχονται τους μηχανισμούς της ή με απομόνωση του μεταλλικού αντικειμένου από το διαβρωτικό περιβάλλον. Οι συνηθέστερες μέθοδοι προστασίας των μετάλλων από τη διάβρωση είναι οι ακόλουθοι: Χρήση μετάλλων υψηλής καθαρότητας Με αυτό τον τρόπο αποφεύγεται η δημιουργία γαλβανικών στοιχείων διάβρωσης μέσα στο μεταλλικό σώμα εξαιτίας της διαφοράς στα δυναμικά αναγωγής μεταξύ του καθαρού μετάλλου και των διαφόρων προσμίξεων. Λείανση των επιφανειών Με αυτό τον τρόπο αποφεύγεται η δημιουργία ανοδικών και καθοδικών περιοχών μέσα στο ίδιο το μέταλλο. Θερμική κατεργασία των μετάλλων Η ανόπτηση για παράδειγμα οδηγεί στην άρση των κατάλοιπων τάσεων (στρέβλωση κρυσταλλικού πλέγματος) που προήλθαν από μηχανική καταπόνηση.

24 Αντιδιαβρωτική προστασία: Αποφυγή επαφής μετάλλων με μεγάλη διαφορά στο δυναμικό αναγωγής Σε μια μεταλλική κατασκευή πρέπει, αν είναι δυνατό, όλα τα μέρη της να αποτελούνται από το ίδιο μέταλλο ή κράμα για να μη δημιουργείται τάση διάβρωσης εξαιτίας των διαφορών στα δυναμικά αναγωγής μεταξύ των διαφορετικών μεταλλικών μερών. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό, πρέπει τα μέταλλα που είναι σε επαφή να μη παρουσιάζουν μεγάλη διαφορά στο δυναμικό αναγωγής ή να γίνεται ηλεκτρική απομόνωση των δύο μετάλλων με παρεμβολή ελαστικού ή πλαστικού. Επιφανειακές κατεργασίες των μετάλλων Το μέταλλο, που πρόκειται να προστατευθεί από τη διάβρωση, υφίσταται κατεργασία με ειδικές ουσίες (π.χ. φωσφορικά ή χρωμικά διαλύματα), που σχηματίζουν στην επιφάνεια του προστατευτικά επιστρώματα, αποτελούμενα από οξείδια ή από αδιάλυτα άλατα.

25 Καθοδική προστασία Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται για μεγάλες υπόγειες ή υποθαλάσσιες κατασκευές σιδήρου ή μερικές φορές μολύβδου και αλουμινίου. Σε έδαφος πλούσιο σε υγρασία και σε άλατα, στο οποίο συχνά εμφανίζονται περιπλανώμενα ρεύματα, η διάβρωση είναι πολύ έντονη, με αποτέλεσμα την εμφάνιση μεγάλων ζημιών σε σχετικά μικρά χρονικά διαστήματα. Σ αυτή τη περίπτωση η καθοδική προστασία, καίτοι είναι αρκετά δαπανηρή, είναι ο συνηθέστερος τρόπος αντιδιαβρωτικής προστασίας. τροφοδοτικό συνεχούς ρεύματος (-) (+) Αντιδιαβρωτική προστασία: άνοδοι Προστατευόμενος χαλυβδοσωλήνας Η καθοδική προστασία μιας μεταλλικής κατασκευής γίνεται ως εξής: Η υπό προστασία κατασκευή συνδέεται με τον αρνητικό πόλο μιας πηγής συνεχούς ρεύματος κατάλληλης τάσης και γίνεται καθοδική, σε σχέση με κατάλληλα ηλεκτρόδια (άνοδοι), που συνδέονται με τον θετικό πόλο της πηγής και τοποθετούνται στο έδαφος κοντά σ αυτή (σχήμα). Με τη συνδεσμολογία αυτή εξουδετερώνεται το δυναμικό διάβρωσης.

26 Αντιδιαβρωτική προστασία: Μεταλλικές επικαλύψεις Το μέταλλο, που πρόκειται να προστατευθεί από τη διάβρωση, επικαλύπτεται επιφανειακά (επιμεταλλώνεται) με μέταλλο πιο ευγενές (π.χ. επικασσιτέρωση, επιχάλκωση, επαργύρωση, κ.λ.π.) ή με μέταλλο που αυτοπροστατεύεται παθητικά (π.χ. επιψευδαργύρωση, επιχρωμίωση, κ.λ.π.). Η επικάλυψη με λιγότερο δραστικό μέταλλο π.χ. επικασσιτέρωση σιδήρου, παρέχει προστασία εφόσον η επικάλυψη είναι πλήρης. Εάν η επικάλυψη φθαρεί και αποκαλυφθεί ο Fe, τότε δημιουργείται γαλβανικό στοιχείο Fe/Sn και η διάβρωση του σιδήρου επιταχύνεται. Η επικάλυψη με δραστικότερο μέταλλο που αυτοπροστατεύεται παθητικά π.χ. επιψευδαργύρωση σιδήρου (γαλβανισμός), ακόμη και εάν φθαρεί εξακολουθεί να παρέχει προστασία, γιατί δημιουργείται γαλβανικό στοιχείο Zn/Fe, όπου ο δραστικότερος Ζη θυσιάζεται προς όφελος του Fe. Μη μεταλλικές επικαλύψεις: Το μέταλλο, που πρόκειται να προστατευθεί από τη διάβρωση, επικαλύπτεται με μη μεταλλικά υλικά (π.χ. βερνίκια, σμάλτα, γυαλιά, πλαστικά κ.λ.π.), τα οποία είναι ανθεκτικά στο διαβρωτικό περιβάλλον.