الحماية الكاثودية

الحماية الكاثودية أو (Cathodic Protection) يُرمز لها اختصاراً بـCP، تُعرف بالحماية المهبطية أيضاً، هي عبارة عن إجراءات وقائية تُستخدم لتوفير الحماية الكاملة من التآكل للهياكل المعدنية الحديدية والأنابيب إثر تعرض سطوحها للتربة أو الماء، حيث تبدأ بالتآكل تدريجياً عند ملامستها للتربة أو الماء تحت تأثير تفاعلات كيماوية يصاحبها سريان تيار كهربائي؛ لذا من الممكن وصف عملية التآكل بأنّها كهروكيماوية تساهم في خسارة بعض أجزاء معدن الحديد؛ ما يؤدي إلى التآكل وتكوّن خلية كلفانية.

تعتبر الحماية الكاثودية من أحدث الأنواع في تكنولوجيا الحماية الكهروكيميائية، وأسلوباً متطوراً في توفير الحماية الغلفانية من خلال توفير مجال لمرور التيار فوق سطح المعدن؛ وبالتالي يتحول السطح إلى خلية كهروكيميائية ليتحكم بعملية انتقال إلكترونات تآكل المعدن لوقاية السطح من التآكل.

تاريخ ظهور الحماية الكاثودية

يرجع تاريخ ظهور هذا الأسلوب في حماية الأسطح الخارجية للمعدات المعدنية إلى العشرينيات من القرن التاسع عشر؛ حيث أقدم همفري ديفي على اقتراحه عام 1820م ليكون أسلوباً فعالاً للحد من التآكل في السفن البحرية البريطانية، وبدأ الأسلوب بالانتشار تدريجياً في سواحل خليج الولايات المتحدة؛ فاستخدموه في الحد من تآكل خطوط الأنابيب الخاصة بالنفط الخام والغاز والمنتجات النفطية، وخاصة تلك الأنابيب الفولاذية المدفونة منها.

منظومات الحماية الكاثودية

منظومات الحماية بأقطاب التضحية

تعتبر الفعالية الكلفانية بين السطح المعدني المراد حمايته وأقطاب التضحية ضرورياً في هذه المنظومة، ويعزى ذلك إلى استخدام الأقطاب في مطلع السلسلة الكهروكيميائية مقارنة بالسطح المعدني المراد حمايته؛ ويشير ذلك إلى أنّ هذه السلسلة تتخذ جهداً طبيعياً سالباً أكثر من جهد السطح المراد حمايته.

يُلجأ عادة إلى استخدام هذه المنظمة عند وجود حاجة ملحة لتوفير الحماية الفائقة لأنابيب معدنية ذات مساحة سطحية محدودة، أو لغايات الحد من تأثيرات التداخل في حال وجود هياكل معدنية بالقرب من السطح المعدني المراد حمايته، وأحياناً في حالة توفر مصدر للطاقة الكهربائية أو مرحلة التشييد، بالرغم مما تقدمه هذه المنظومة من إيجابيات؛ إلا أنّ لها سلبيات تتمثل بمحدودية العمر التشغيلي لها؛ مما يحتاج إلى ضرور استبدال الأقطاب خلال فترات زمنية قصيرة، كما تُعاب بصعوبة التحكم بمستوى الحماية.

منظومة الحماية بالتيار القسري

تُشتق تسمية المنظومة بهذا الاسم بحكم الحصول على تيار حماية من مصدر خارجي؛ وتتألف المنظومة من مصدر تيار مستمر، وأقطاب تضحية، بالإضافة إلى كابلات وأسلاك للتوصيل.

غالباً ما يُلجأ إلى استخدام مصدر تيار مستمر من نوع معدلة، ويكون ذلك في حال قُرب مصدر للتغذية بالكهرباء، وتعتبر هذه المنظومة هي المفضلة لأسباب تشغيلية واقتصادية معاً.