如何确定恒电位仪的保护电位区间？_资讯

如何确定恒电位仪的保护电位区间？

2025-07-26 14:48 点击:2

确定恒电位仪的保护电位区间是阴极保护系统设计和运行的核心环节，其核心原则是让被保护金属的电位稳定在能有效抑制腐蚀的范围，同时避免因电位过高或过低导致副作用（如过保护引发氢脆、涂层剥离）。具体确定方法需结合金属类型、环境介质、行业标准及现场测试综合判断，以下是详细步骤和依据：

不同国家和行业对常见金属（如钢铁）的保护电位有明确标准，这是确定区间的首要依据。以应用最广泛的钢铁材料为例：

· 核心标准：-0.85V（CSE）是钢铁的 “最小保护电位”，即电位需低于此值才能有效抑制腐蚀（电位越负，保护效果越强，但需控制上限）。

· 上限限制：通常不超过 - 1.20V（CSE），因过度负电位会导致：

· 金属表面析出氢气（氢脆风险，对高强度钢尤其危险）；

· 涂层与金属表面剥离（阴极析氢破坏涂层附着力）。

实际工况中，环境因素可能导致标准区间需要调整，需重点考虑以下情况：

· 高电阻率环境（如干燥土壤、沙漠）：电流难以穿透，需适当提高保护电位（如放宽至 - 1.30V），但需通过现场测试验证是否引发副作用。

· 低电阻率环境（如湿地、盐碱地）：电流易扩散，可能因 “过保护” 风险更敏感，需严格控制在 - 1.10V 以内。

若被保护体附近有高压电缆、电气化铁路等，可能存在杂散电流，导致金属电位波动（如瞬间偏移 ±0.1V 以上）。此时需：

· 设定更宽的 “缓冲区间”（如 - 0.80V~-1.25V），避免恒电位仪频繁调节；

· 配合排流装置消除杂散电流后，再回归标准区间。

· 非铁金属（如铜、铝）：保护电位与钢铁不同（如铜在海水中约为 - 0.50V~-0.65V vs 饱和甘汞电极），需参考对应材质的行业标准。

· 特殊钢种（如不锈钢、高强度低合金钢）：对氢脆更敏感，保护电位上限需更严格（如控制在 - 1.10V 以内）。

即使有标准参考，现场测试仍是确定最终保护电位区间的关键，常用方法包括：

· 原理：通过恒电位仪逐步改变被保护金属的电位，记录不同电位下的腐蚀电流（或腐蚀速率），绘制 “电位 - 腐蚀速率” 曲线。

· 结果：曲线中腐蚀速率急剧下降并趋于稳定的区间，即为该工况下的最佳保护电位范围（例如，钢铁在某土壤中可能在 - 0.90V 时腐蚀速率降至 0.01mm / 年以下，且继续负移时速率无明显变化，则区间可定为 - 0.90V~-1.15V）。

· 问题：直接测量的 “通电电位” 包含介质电阻（IR 降）的干扰，可能导致误判（如实际电位已达标，但 IR 降使测量值偏高）。

· 方法：切断恒电位仪输出后，快速记录金属电位的 “断电瞬间值”（此时 IR 降消失，更接近真实保护电位），以此修正保护区间。

· 标准要求：GB/T 21448-2017 规定，钢铁的断电电位需达到 - 0.85V（CSE）及更负，才视为有效保护。

· 安装后连续监测 3~6 个月，记录不同季节（湿度、温度变化）下的电位波动：

· 若电位长期稳定在 - 0.90V~-1.10V，且被保护体无腐蚀迹象（如开挖检查涂层完好），则区间合理；

· 若频繁出现电位超出标准（如夏季雨后降至 - 1.30V），需重新调整恒电位仪的电压限制或目标电位。

1. 查标准：根据金属材质和环境，确定基础保护电位范围（如钢铁埋地取 - 0.85V~-1.20V CSE）；

2. 看环境：结合介质电阻率、杂散电流、材质特殊性，修正区间上下限；

3. 做测试：通过极化曲线、断电电位测试验证实际保护效果；

4. 长监测：运行中根据电位波动和腐蚀检查结果，动态微调区间。

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