تقنية الحماية الكاثودية هي نوع من تقنيات الحماية الكهروكيميائية، تُطبّق تيارًا خارجيًا على سطح الهيكل المعدني المتآكل. يصبح الهيكل المحمي كاثودًا، مما يُثبّط انتقال الإلكترونات أثناء تآكل المعدن، ويمنع حدوث التآكل أو يُقلّله.

يمكن تقسيم تقنية الحماية الكاثودية إلى حماية كاثودية بالأنود التضحية وحماية كاثودية بالتيار الكهربائي. هذه التقنية متطورة بشكل أساسي، وتُستخدم على نطاق واسع في مكافحة تآكل الهياكل المعدنية، مثل أنابيب الصلب، ومضخات المياه، والكابلات، والموانئ، والسفن، وقيعان الخزانات، والمبردات، وغيرها، في التربة، ومياه البحر، والمياه العذبة، والأوساط الكيميائية.

الحماية الكاثودية للأنود التضحية هي عملية ربط معدنين مختلفي النشاط ووضعهما في نفس الإلكتروليت. يفقد المعدن الأكثر نشاطًا إلكترونات ويتآكل، بينما يتلقى المعدن الأقل نشاطًا حماية إلكترونية. ونظرًا لتآكل المعادن عالية النشاط خلال هذه العملية، تُسمى هذه العملية الحماية الكاثودية للأنود التضحية.

تُحقق الحماية الكاثودية للتيار الخارجي بتغيير جهد البيئة المحيطة عبر مصدر طاقة خارجي، بحيث يبقى جهد الجهاز المراد حمايته أقل من جهد البيئة المحيطة، ويصبح بمثابة كاثود البيئة بأكملها. بهذه الطريقة، لن يتآكل الجهاز المراد حمايته بسبب فقدان الإلكترونات.

مبدأ العمل

استخدم سبائك النحاس والألومنيوم كأنودات، ونظام المعدات المحمية ككاثودات. أيونات النحاس الناتجة عن التحليل الكهربائي لأنودات النحاس سامة، وتشكل بيئة سامة عند اختلاطها بمياه البحر. ينتج أنود الألومنيوم الكهربائي Al3+، الذي يشكل Al (OH) 3 مع OH - الناتج عن الكاثود. يغلف هذا النوع من l (OH) 3 أيونات النحاس المنطلقة، ويتدفق عبر النظام المحمي مع مياه البحر. يتميز هذا النوع بقدرة امتصاص عالية، ويمكن أن ينتشر في مناطق ذات تدفق مياه بحر أبطأ، حيث قد تتواجد الكائنات البحرية، مما يعيق نموها. عند التحليل الكهربائي لنظام أنود النحاس والألومنيوم في مياه البحر، تتشكل طبقة كثيفة من الكالسيوم والمغنيسيوم على السطح الداخلي لخط الأنابيب الفولاذي ككاثود، ويتدفق غرواني هيدروكسيد الألومنيوم الناتج عن التحليل الكهربائي مع مياه البحر، مشكلاً طبقة واقية على الجدار الداخلي لخط الأنابيب. يعمل طلاء الكالسيوم والمغنيسيوم والفيلم الغرواني من هيدروكسيد الألومنيوم على منع انتشار الأكسجين وزيادة استقطاب التركيز وإبطاء معدل التآكل، مما يمكن أن يحقق غرض مكافحة التلوث ومكافحة التآكل.