טכנולוגיית הגנה קתודית היא סוג של טכנולוגיית הגנה אלקטרוכימית, המפעילה זרם חיצוני על פני השטח של מבנה מתכת חלוד. המבנה המוגן הופך לקתודה, ובכך מדכאת את נדידת האלקטרונים המתרחשת במהלך קורוזיה של מתכת ומונעת או מפחיתה את התרחשות הקורוזיה.

ניתן לחלק את טכנולוגיית ההגנה הקתודית להגנה קתודית באמצעות אנודה קורבנית והגנה קתודית באמצעות זרם מופעל. טכנולוגיה זו היא טכנולוגיה בוגרת ביסודה ונמצאת בשימוש נרחב לבקרת קורוזיה של מבני מתכת כגון צינורות פלדה, משאבות מים, כבלים, נמלים, ספינות, תחתית מיכלים, מקררים וכו' בקרקע, מי ים, מים מתוקים ומדיה כימית.

הגנה קתודית באמצעות אנודת הקרבה היא תהליך של חיבור שתי מתכות בעלות פעילויות שונות והצבתן באותו אלקטרוליט. המתכת הפעילה יותר מאבדת אלקטרונים ועוברת קורוזיה, בעוד שהמתכת הפחות פעילה מקבלת הגנה מאלקטרונים. עקב קורוזיה של מתכות פעילות ביותר במהלך תהליך זה, זה נקרא הגנה קתודית באמצעות אנודת הקרבה.

הגנה קתודית מפני זרם חיצוני מושגת על ידי שינוי הפוטנציאל של הסביבה הסובבת באמצעות מקור כוח חיצוני, כך שהפוטנציאל של הציוד המיועד להגנה נשאר נמוך מזה של הסביבה הסובבת, ובכך הופך לקתודה של הסביבה כולה. בדרך זו, הציוד המיועד להגנה לא יעבור קורוזיה עקב אובדן אלקטרונים.

עקרון העבודה

השתמשו בסגסוגות נחושת ואלומיניום כאנודות ובמערכת הציוד המוגנת כקתודות. יוני הנחושת המתקבלים מאלקטרוליזה של אנודות נחושת הם רעילים ויוצרים סביבה רעילה כאשר הם מעורבבים עם מי ים. אנודת האלומיניום האלקטרוליטית מייצרת Al3+, אשר יוצר Al(OH)3 עם ה-OH⁻ המיוצר על ידי הקתודה. סוג זה של l(OH)3 עוטף את יוני הנחושת המשתחררים וזורם דרך המערכת המוגנת עם מי הים. יש לו קיבולת ספיחה גבוהה והוא יכול להתפשט לאזורים עם זרימת מי ים איטית יותר שבהם אורגניזמים ימיים עשויים להתגורר, מה שמעכב את גדילתם. כאשר מערכת אנודת הנחושת והאלומיניום עוברת אלקטרוליזה במי ים, נוצרת שכבה צפופה של סידן ומגנזיום על המשטח הפנימי של צינור הפלדה כקתודה, וקולואיד האלומיניום ההידרוקסיד שנוצר על ידי האלקטרוליזה זורם עם מי הים, ויוצר שכבה מגן על הדופן הפנימית של הצינור. ציפוי הסידן-מגנזיום וסרט הקולואיד של האלומיניום ההידרוקסיד חוסמים את דיפוזיה של חמצן, מגבירים את קיטוב הריכוז ומאטים את קצב הקורוזיה, מה שיכול להשיג את המטרה של מניעת עכירות וקורוזיה.