Nguyên tắc của phương pháp bảo vệ anốt cho kim loại khỏi ăn mòn là dịch chuyển điện thế của kim loại cần bảo vệ về phía dương cho đến khi điện thế kim loại rơi vào vùng thụ động (trên giản đồ E-pH hình 1.2).
Phương pháp bảo vệ này thường được dùng bảo vệ những phần kim loại tiếp xúc với môi trường dẫn điện và có khả năng bị thụ động (ví dụ như: thép, thép không gỉ, niken và hợp kim niken, crom, nhôm, titan, molypđen, niobi...) [62, 64].
12
Hình 1.2 - Giản đồ E-pH của Fe-H2O ở 25oC
Bảng 1.1 trình bày một số hợp kim và dung dịch trong bảo vệ anốt [64].
Bảng 1.1 - Hợp kim và dung dịch trong bảo vệ anốt
Dung dịch Kim loại được bảo vệ anốt
H2SO4 Thép
H3PO4 Thép không gỉ
HNO3 Niken
Dung dịch nitrat Hợp kim niken
Dung dịch ammoniac Crôm
Các axit hữu cơ
Phân cực anốt để đưa kim loại vào trạng thái thụ động chỉ cần dòng điện nhỏ, tiêu hao ít năng lượng. Trong bảo vệ anốt thì thiết bị cần bảo vệ sẽ là anốt trong mạch điện hóa và catốt phụ sẽ là thép mềm, thép không gỉ, đồng, Hastelloy C hoặc grafit, ... Vì bề mặt anốt lớn và dung dịch có độ dẫn điện cao, nên điện trở của mạch chủ yếu do bề mặt catốt quyết định. Bề mặt catốt thường nhỏ và catốt có quá thế hydro thấp thường được sử dụng.
13
Trong bảo vệ anốt, cả bảo vệ quá và bảo vệ chưa đạt cũng có thể gây ăn mòn mạnh. Điện thế anốt được duy trì trong vùng thụ động bằng potentiostat bằng việc
sử dụng điện cực so sánh thích hợp. Trong trường hợp có ion Cl- cần phải khống
chế điện thế điện cực ở vùng thụ động nhưng phải dưới điện thế ăn mòn lỗ. Ưu điểm:
- Phương pháp có chi phí hoạt động thấp và điều kiện làm việc được kiểm soát.
- Có thể thay thế các hợp kim đắt làm các thiết bị không được bảo vệ bằng vật
liệu rẻ hơn có sử dụng bảo vệ anốt.
- Ưu điểm quan trọng của bảo vệ anốt là dùng được trong các môi trường ăn
mòn cực mạnh và mật độ dòng bảo vệ nhỏ. Nhược điểm:
- Sự sai hỏng của nguồn điện có thể gây hại, dẫn đến việc kim loại bị hoạt động trở lại hoặc bị tái thụ động.
- Đối với bảo vệ trong môi trường chất lỏng hữu cơ hoặc cấu tử không thường
xuyên ngập dung dịch thì yêu cầu kiểm soát dòng điện trở nên khó khăn hơn. Phương pháp bảo vệ anốt được dùng để bảo vệ đường ống và bồn chứa, thiết bị trao đổi nhiệt bằng thép trong các nhà máy sản xuất axit H2SO4, HNO3, H3PO4 … [16, 19, 62, 64].