淺談陰極防蝕

生活科學趣談

上圖中在船底與尾舵的銀白色金屬是鋅塊,目的是延緩船體鋼材的腐蝕,先來看看鐵生鏽的過程

在船舶水線下的區域貼上活性比鐵大的鋅金屬,能使被保護的鋼鐵成為陰極反應區(註:陰極 Cathode 是獲得電子發生還原反應),降低鐵的溶出速率來達成保護的目的。活性大的鋅塊則成為被犧牲的陽極反應區(註:陽極 Anode 是失去電子發生氧化反應)而越來越薄,因此鋅塊需要定期更換

這種藉由犧牲陽極(鋅、鋁、鎂)來保護陰極(鐵)的方法於是稱為「犧牲陽極的陰極保護法」,此種保護法可見於船舶、水中設施、地下設施等。若使用在橋墩的保護用途,由於水泥的導電效果不如船身的金屬,使用鋅塊的有效反應區會縮減,因此會使用鋅片來包覆

其實這就是”熱浸鍍鋅”的概念

鍍鋅有一個好處是鍍層若因碰撞等因素而被刮除時,它還可以形成鋅鐵 原電池,鐵當正極,利用犧牲陽極的陰極保護法原理,裸露的鐵還是能受到保護。相對的,俗稱 馬口鐵 的鍍錫鐵罐就無此優點,一旦鍍層被刮除,由於錫的活性低於鐵,因此裸露的鐵不僅無法被保護,其生鏽的速率還會大於一般的鐵片。

CathodicProtection2CathodicProtection1

不過現在的橋樑已很少採用鋅片包覆的模式來防蝕,大多是採用「外加電流法」。這是以直流電源透過數個活性比鐵大的電極將電子供給受保護的鐵金屬,使其成為電池中之陰極而達到防蝕之目的。地下管路、海中的風力發電機、石油平台、混凝土鋼鐵結構物多是採用此種防蝕方法。

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