阴极保护基础知识手册
长输管道阴极保护基础知识交流
一、金属腐蚀与控制原理
6.埋地管道的外腐蚀 ➢腐蚀发生的不同类型
管线防腐层破损引起的腐蚀
金属成分、构造不同引起的腐蚀
一、金属腐蚀与控制原理
氧浓差引起的腐蚀： 在通气条件差（氧含量低）的环境下，钢结构对地电位较低。如埋设在
1.阴极保护的起源 其他科学家的研究工作
1890年，美国发明家爱迪生试验了外加电流法对船的保护方法，由于 没有合适的外加电源和阳极材料而未获成功。
1902年科恩采用直流电机首次实现了强制电流阴极保护的实际应用。 1906年盖波建立了第一个管道阴极保护系统，用一台容量为10V/12A的直流 发电机保护地下300m长的煤气管道，并获得专利。
➢正确选用耐腐蚀材料（供应、耐蚀、成本、强度、加工性、外观等因素） ➢合理的防腐设计（结构设计、工艺设计） ➢电化学保护（阴极保护、阳极保护） ➢改变环境 （脱硫、脱水、添加缓蚀剂、降温、降速、除氧、改变浓度） ➢金属表面覆盖层（金属与腐蚀性介质隔离） ➢腐蚀监/检测（间接手段）
一、金属腐蚀与控制原理
道路下的管道，对地电位较低，为阳极，首先发生腐蚀。对大直径管道，由 于其顶部相对干燥，通气较好，所以其底部通气较差，较容易腐蚀。
一、金属腐蚀与控制原理
硫酸盐还原菌腐蚀
我国大部分土壤中都含有硫酸盐还原菌，存在发生硫酸盐还原 菌腐蚀的风险。
一、金属腐蚀与控制原理
新旧管道腐蚀
一、金属腐蚀与控制原理
7.控制金属腐蚀的途径
腐蚀是一种化学过程，而且大多都是电化学过程，伴随着氧化还原反应的发生。 化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反 应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。腐蚀过程中有电流产生。
阴极保护工程技术手册
5、阳极安装完毕后，对阳极两端面，底面以及裸露的钢芯，支 撑架等全部采用与罐底涂层结构相同的涂层防腐绝缘。应注意阳极的 其他表面严禁刷漆。
殊要求，根据具体要求焊接电缆，阳极体所带电缆（VV－1KV／
1×10mm2）与主电缆交叉处用铝热焊接，焊点部位用防腐胶带和防
水胶带进行防腐处理。电缆埋深 1000mm，电缆上方铺砂盖砖，然后
进入阴极保护间接到恒电位仪的“阳极”。
作为阴极保护系统控制参比的长效硫酸铜参比电极尽量靠近管 道埋设，以减少其 IR 降，埋深不小于 800mm，四周覆土后其顶部盖 6 块砖头保护。参比电极在使用前用干净的水浸泡 2 小时以上，参比
9、每支测试桩配备一支长效参比电极。在测试桩处开挖参比电 极坑（在参比电极放入坑之前，要先浸泡阳极体 5 个小时以上），将 参比电极放入坑中，参比电极尽量靠近管道放置，以减少管道与参比 之间的 IR 降。然后回填，回填时尽量不要夹杂石块。如电缆焊接现 场图所示。参比电极引线接到测试桩端子上，日常维护时打开测试桩 门就可以测试保护电位，了解阴极保护系统运行情况和管道受保护的 情况。
阴极保护工程技术手册
实 例 应 用 篇
一、钢质管道阴极保护方法与设计 １、钢质管道牺牲阳极阴极保护： ①设计计算： 管道表面积计算：S=2πrL S—管道表面积 r —管道半径 L—管道长度 管道保护电流计算：I =S Ia I—管道保护电流 S—管道表面积 Ia—管道保护电流密度） 阳极输出电流：Ｉａ＝△E/R Ｉａ—阳极输出电流 A △E—阳极有效电位差 V R—回路总电阻 R 阳极数量：N=f.IA/Ia N—阳极数量 IA—所需保护电流 A Ia—单支阳极输出电流 A F—备用系数，取 2-3 倍 阳极使用寿命：Ｔ＝0.85 W/ωI T —阳极工作寿命 a W—阳极净质量，kg ω—阳极消耗率 kg/(A.a) I—阳极平均输出电流，A ②设计、安装说明： 1、一般牺牲阳极工程采用镁合金牺牲阳极，规格通常为 22 公斤 /支，也有采用 14 公斤、11 公斤、8 公斤的规格，一般安装时单支焊 接或两支阳极并联为一组安装。 2、如果是并联焊接，相邻阳极组最好分布在管道两侧。阳极组 距管道外壁约 2.0m 左右,距管道外壁最少不小于 300mm；最小埋深
阴极保护工程手册
阴极保护工程手册简介阴极保护是一种常用的金属防腐技术，通过施加电流，以实现对金属结构的保护。
本手册将介绍阴极保护工程的基本原理、常见的施工方法、设备选型以及运行与维护等方面的知识，旨在为工程师和技术人员提供参考。
目录1.原理介绍2.阴极保护工程的分类3.基本施工方法4.设备选型与配置5.阴极保护工程的验收标准6.运行与维护1. 原理介绍阴极保护是一种通过外部电流施加于金属表面，改变金属电化学反应而实现的防腐技术。
通过施加足够的负电位，使金属结构达到阴极极化状态，从而减少或消除金属表面的腐蚀过程。
阴极保护通常应用于长期暴露在海洋环境中的钢结构，如桥梁、码头、海上石油平台等。
2. 阴极保护工程的分类阴极保护工程按照施工方式可分为两类：外部阴极保护和内部阴极保护。
外部阴极保护主要通过在金属结构表面施加电流来达到保护效果，而内部阴极保护则是通过在金属结构内部注入抗腐蚀剂或添加活性物质来达到防腐目的。
3. 基本施工方法阴极保护工程的基本施工方法包括如下几个步骤：1.表面准备：对金属表面进行清洁、除锈、打磨等处理，使其达到适合施工的状态。
2.电流设计：根据金属结构的材料、尺寸和使用环境等因素，计算出所需的阴极保护电流。
3.设备安装：根据电流设计要求，选择合适的电源设备，并按照相关规范将其安装到金属结构上。
4.电极布置：根据金属结构的形状和尺寸，合理布置阴极和阳极电极，确保电流分布均匀。
5.电流接入：将电源与阴极和阳极电极连接起来，形成完整的电流回路。
6.监测系统：安装合适的监测设备，定期检查电流和结构的防腐效果，并进行必要的调整和维护。
4. 设备选型与配置在阴极保护工程中，电源设备的选型和配置很关键。
需要考虑金属结构的尺寸、含盐量、使用环境等因素。
一般情况下，阴极保护工程使用直流电源，电流大小根据实际情况确定。
除了电源设备，还需要选择合适的电极材料和阴极保护剂。
电极材料应具有良好的导电性能和抗腐蚀能力。
阴极保护剂的选择要考虑金属结构的材料和使用环境等因素，以提供有效的防腐蚀效果。
阴极保护知识介绍
根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的 使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使 用寿命一般不会超过3年，最多5年。牺牲阳 极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成 一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。 产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规 范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太 高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时， 除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤 电阻率低的阳极床位置。
2、外加电流阴极保护是通过外加直流电源 以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保 护金属，使被保护金属结构电位低于周围环 境。该方式主要用于保护大型或处于高土壤 电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管 道，大型罐群等。
阴极保护原理及应用
如果将外部的电流加到金属上，则金属的电位 也会发生改变，或者是变的更正些，或者是变 得更负些。在达到一定的较正的电位值或达到 一定的较负的电位值时，都可使金属的腐蚀缓 慢甚至停止，这就是电化学保护法。所以，电 化学保护是利用外部电流使金属电位发生改变 从而防止其腐蚀的一种方法。
1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与 被保护金属连接，并处于同一电解质中，使 该金属上的电子转移到被保护金属上去，使 整个被保护金属处于一个较负的相同的电位 下。该方式简便易行，不需要外加电源，很 少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电 流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境 下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结 构。如，城市管网、小型储罐等。
阴极保护知识 介绍
一、腐蚀电位或自然电位
每种金属浸在一定的介质中都有一定的电 位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。 腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐 蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子 的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。 阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而 变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到 电子受到保护。
阴极保护的基本知识
陰極保護的基本知識陰極保護是基於電化學腐蝕原理的一種防腐蝕手段。
陰極保護是基於電化學腐蝕原理的一種防腐蝕手段。
美國腐蝕工程師協會（NA CE）對陰極保護的定義是：通過施加外加的電動勢把電極的腐蝕電位移向氧化性較低的電位而使腐蝕速率降低。
犧牲陽極陰極保護就是在金屬構築物上連接或焊接電位較負的金屬,如鋁、鋅或鎂。
陽極材料不斷消耗,釋放出的電流供給被保護金屬構築物而陰極極化，從而實現保護。
外加電流陰極保護是通過外加直流電源向被保護金屬通以陰極電流，使之陰極極化。
該方式主要用於保護大型或處於高土壤電阻率土壤中的金屬結構。
保護電位是指陰極保護時使金屬腐蝕停止（或可忽略）時所需的電位。
實踐中，鋼鐵的保護電位常取-0.85V（CSE），也就是說，當金屬處於比-0.85V（CSE）更負的電位時，該金屬就受到了保護，腐蝕可以忽略。
陰極保護是一種控制鋼質儲罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補了塗層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長儲罐和管道的使用壽命。
根據美國一家陰極保護工程公司提供的資料，從經濟上考慮，陰極保護是鋼質儲罐防腐蝕的最經濟的手段之一。
網狀陽極陰極保護方法網狀陽極陰極保護方法是目前國際上流行且成熟的針對新建儲罐罐底外壁的一種有效的陰極保護新方法，在國際和國內都得到了廣泛應用。
網狀陽極是混合金屬氧化物帶狀陽極與鈦金屬連接片交叉焊接組成的外加電流陰極保護輔助陽極。
陽極網預鋪設在儲罐基礎中，為儲罐底板提供保護電流。
網狀陽極保護系統較其他陰極保護方法具有如下優點：1) 電流分佈均勻，輸出可調，保證儲罐充分保護。
2) 基本不產生雜散電流，不會對其他結構造成腐蝕干擾。
3) 不需回填料，安裝簡單，品質容易保證。
4) 儲罐與管道之間不需要絕緣，不需對電氣以及防雷接地系統作任何改造。
5) 不易受今後工程施工的損壞，使用壽命長。
6) 埋設深度淺，尤其適宜回填層比較薄的建在岩石上的儲罐。
7) 性價比高，造價僅為目前鎂帶犧牲陽極的1倍；雖然長期由恒電位儀提供電流，但其可靠性，壽命和綜合經濟效益遠高於犧牲陽極；深井陽極陰極保護深井陽極陰極保護是近年來興起的一種陰極保護方法，採用的陽極與淺埋基本相同，但施工較淺埋陽極複雜得多，且一次性投資比較高，調試比較麻煩。
阴极保护知识.
二〇一六年五月二十五日
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目录
一、腐蚀的定义
二、阴极保护的工作原理及应用 三、阴极保护设施维护
四、阴极保护参数测量技术介绍
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一、腐蚀的定义
1、什么是 腐蚀！？
金属与周围的电解质发生反应，从原子变成离子的过程就是腐蚀。
化学腐蚀 腐蚀 电化学腐蚀 电化学腐蚀电池
在通气条件差（含氧量低）的环境下，钢结构对地电位低，为阳极发生 腐蚀。如公路穿越处，由于沥青路面阻碍了氧气的供应，公路正下方氧气含
量低，管地电位低，为阳极发生腐蚀，而路两端管道通气条件好，管地电位
较高，为阴极得到保护。
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一、腐蚀的定义
3、管道腐蚀的原因。
（4）土壤密实度引起的腐蚀
二、阴极保护的工作原理及应用
2、牺牲阳极阴极保护
常用的阳极材料：
（1）镁、铝、锌； （2）由于在提供保护的同时，阳极被消耗掉，所以这些阳极又 被称为牺牲阳极。 牺牲阳极材料特点：
（1）电位足够负；
（2）电流效率较高； （3）溶解均匀，易于脱落；材料价格低廉，来源充分。
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（6）新旧管道的腐蚀 在旧管道中换掉一段管，或焊接补强板，
因为新管道及补强板电位较负，为阳极首先发
生腐蚀，因此，新管道寿命比预期寿命低。
（7）杂散电流腐蚀
由于杂散电流流动而引起的腐蚀。在电流 流入的管段，管道得到保护；在电流离开管道
进入电解的管段，管道发生腐蚀。
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目录
二、阴极保护的工作原理及应用
2、牺牲阳极阴极保护
应用范围：
阴极保护知识
一、腐蚀的定义 3、管道腐蚀的原因。 ➢ （2）异种金属腐蚀
如果不同的金属处于同一电解质并且电气连接，较活泼的金属将发生腐蚀；如穿 越隧道中固定管道的不锈钢管箍受到保护，而低碳螺栓受到腐蚀。
油气管道行业中最常见的异种金属腐蚀发生在站场管道与惰性材料接地极之间，经常 会造成站内管道严重腐蚀。
电化学腐蚀电池
阴极保护的电化学基础
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一、腐蚀的定义 2、阴极保护的电化学基础——电化学腐蚀电池。
当金属浸入电解液后，受金属结构、环境的影响，金属表面 不同部位电位值不一样，形成电位差。该电位差造成金属中的电 子从电位负的部位移向电位正的部位，而电位负的部位由于失去 电子变成离子，溶入电解液，与电解液中阴离子结合成腐蚀产物 。使金属受到腐蚀。
失去电子发生氧化反应、电位较负的部位为阳极，得到电子发生还原反应、电位
较正的部位为阴极；因此，腐蚀发生在阳极，阴极不会腐蚀。
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一、腐蚀的定义
2、阴极保护的电化学基础——电化学腐蚀电池。
表1 金属活动顺序表
金属
（焦炭、石墨） 高硅铸铁 铜 铸铁
低碳钢（生锈） 低碳钢（光亮）
纯铝 锌 镁合金 纯镁
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二、阴极保护的工作原理及应用 3、强制电流阴极保护
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二、阴极保护的工作原理及应用
3、强制电流阴极保护 ➢ 强制电流阴极保护的参比电极
（1恒电位仪自动控制的讯
号源。 （3）埋设在汇流点附近。
➢ 主要用于长输埋地管道、大型罐群等。
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二、阴极保护的工作原理及应用 3、强制电流阴极保护
阴极保护基础知识
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China Petroleum Longhui Automation Engineering Co., Ltd.
• 排流保护 在有杂散电流干扰的环境中，利用排除杂散电流对被保护构筑物施 加阴极保护称为排流保护。 例如，当管道上的杂散电流极性正负交变时，可通过串入二极管把杂 散电流排回干扰源，由于二极管具有单向导通性能，只允许杂散电流 正向排出负向保留即可作为阴极保护用。
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概述
一.阴极保护系统知识
(一)腐蚀： • 定义：金属与环境间的物理—化学的相互作用，造成金 属性能的改变，导致金属、环境或由其构成的一部分技 术体系功能的损坏。也可以通俗地说，腐蚀就是金属和 周围介质发生化学或电化学作用而导致的无谓消耗或破 坏。 • 腐蚀是冶金的逆过程。 • 从腐蚀的形貌上看，腐蚀分全面腐蚀和局部腐蚀，全面 腐蚀也称均匀腐蚀，局部腐蚀也称点蚀。局部腐蚀速度 大于均匀腐蚀速度，因而局部腐蚀的危害更大。石油行 业面临的主要是局部腐蚀。
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阴极保护工程手册
阴极保护工程手册
《阴极保护工程手册》是一本介绍阴极保护技术在工程中
应用的参考手册。
该手册包含了阴极保护的基本原理、设
计和施工要求以及常见故障排除等内容。
该手册的内容主要包括以下几个方面：
1. 阴极保护的基本原理：介绍了阴极保护的基本概念、原
理和工作机制。
2. 阴极保护设计：详细介绍了阴极保护系统的设计原则、
计算方法和设计步骤，包括阴极保护电流密度的确定、阳
极装置的选择和布置等。
3. 阴极保护施工：介绍了阴极保护工程施工的步骤和要求，包括阳极安装、电缆敷设、系统连接和调试等。
4. 阴极保护检测与维护：介绍了阴极保护系统的检测方法和维护要求，包括阴极保护电流密度的测量、阳极运行状态的监测和系统故障的处理等。
5. 阴极保护故障排除：列举了一些常见的阴极保护系统故障及其排除方法，帮助读者解决实际工程中可能遇到的问题。
该手册还包括一些实例分析和数据表格，供读者参考和应用。
总的来说，《阴极保护工程手册》是一本全面介绍阴极保护技术在工程中应用的参考书籍，适合从事阴极保护工程设计、施工和维护的工程师和技术人员阅读和参考。
阴极保护培训基础知识及主要设备培训
一、阴保必要理论
5.IR降
5.1 什么是IR降？ IR降：由于阴极保护电流在土壤中流动， 在土壤电阻上产生的电压降。
回顾下
的管道电位：
测试电位时，黑表笔接参比电极，
红表笔接管道，万用表打到直流电压档
，测试得电压数值为负。换句话说，测
试时电压表是反接，电流从参比电极流
出，经过电压表，再到管道，经土壤再
影响来源：结构物受阳极电场（阳极干扰）影响，吸收电流（阳极干扰源电势高于结构物电势，电场 方向由阳极干扰源指向结构物），电位负向极化；结构物受阴极电场（阴极干扰）影响，排放电流（ 阴极干扰源电势低于结构物电势，电场方向由结构物指向阴极干扰源），电位正向极化。
联合描述：管道受阳极干扰、吸收电流、发生极化、电位负偏；管道受阴极干扰、释放电流、发生去 极化、电位正偏。这不就是直流杂散的影响方式么？
科学家经过多年的研究与实践，发现碳钢结构不论在何种环境下，最负阳极电位不会比0.85VCSE更负，所以将-0.85VCSE定义为碳钢结构的最小保护电位。
一、阴保必要理论
7.阴极保护理论
阴极保护基本原理是使被保护金属作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金 属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀得到有效抑制，达到保护的 目的。根据提供电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种。
2价Fe在自然环境中极易被氧化成3价Fe ，形成Fe2O3 ·xH2O(铁锈）
一、阴保必要理论
3.钢铁的电化学腐蚀 3.2 析氢腐蚀 发生条件：钢铁表面水膜，呈较强酸性（H+浓度高） 有 H2 析出。
阳极反应：2Fe－4e－＝2Fe2＋ 阴极反应：2H++2e－=H2↑ 总反应式：Fe＋2H+=Fe2++H2↑
201211阴极保护知识点介绍
阴 极
阳 极
I
牺牲 阳极
牺牲阳极保护原理图
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2、外加电流阴极保护：通过外加直流电源以及辅助阳极， 迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位 低于周围环境。
应用：保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如： 长输埋地管道，大型罐群等（安平~济南天然气管道工程中输
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1、牺牲阳极阴极保护：是将电位更负的金属与被保护金
属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被 保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电 位下。 特点：该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀 干扰。 应用：保护小型或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率 小于100欧姆.米）的金属结构。如：城市管网、小型储罐等。
无忧PPT整理发布 值最小的负电位值（相对于CSE为－0.85V)。
3、最大保护电位：将电位控制在比析氢电位稍高的电位 值，此电位称为最大保护电位(相对于CSE为－1.25V)。（在 阴极保护条件下，允许绝对值最大的负电位值） 超过最大保护电位时称为"过保护"。 过保护对管道的影响：保护电位不是愈低愈好，是有限
钢铁（土壤或水中）
钢铁（硫酸盐还原菌）
-0.95
-0.85
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三、阴极保护
阴极保护的原理：是给金属补充大量的电子，使被保护
金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一
负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。
有两种办法可以实现这一目的：
1、牺牲阳极阴极保护 2、外加电流阴极保护
二、参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的 参比电极。
管道阴极保护基本知识
管道阴极保护基本知识内容提要：◆阴极保护系统管理知识一、阴保护系统管理知识一阴极保护的原理自然界中,大多数金属是以化合状态存在的,通过炼制被赋予能量,才从离子状态转变成原子状态,为此,回归自然状态是金属固有本性.我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀.每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位,称之为该金属的腐蚀电位自然电位,腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易.腐蚀电位愈负愈容易失去电子,我们称失去电子的部位为阳极区,得到电子的部位为阴极区.阳极区由于失去电子如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤受到腐蚀,而阴极区得到电子受到保护.阴极保护的原理是给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点达到同一负电位,金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液.有两种办法可以实现这一目的,即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护.1、牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金即牺牲阳极相连,使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法.在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中,被保护金属体为阴极,牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值,在保护电池中是阳极,被腐蚀消耗,故此称之为“牺牲”阳极,从而实现了对阴极的被保护金属体的防护,如图1—3.牺牲阳极材料有高钝镁,其电位为-1.75V；高钝锌,其电位为-1.1V；工业纯铝,其电位为-0.8V相对于饱和硫酸铜参比电极.2、强制电流法外加电流法将被保护金属与外加电源负极相连,由外部电源提供保护电流,以降低腐蚀速率的方法.其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等.如图1-4示.图1-4恒电位方式示意图外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下,通过土壤提供给被保护金属,被保护金属在大地中仍为阴极,其表面只发生还原反应,不会再发生金属离子化的氧化反应,使腐蚀受到抑制.而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应,因此,辅助阳极本身存在消耗.阴极保护的上述两种方法,都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀,需要保护的金属体,提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流,使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流.两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同.一种是利用电位更负的金属或合金,另一种则利用直流电源.强制电流阴极保护驱动电压高,输出电流大,有效保护范围广,适用于被保护面积大的长距离、大口径管道.牺牲阳极阴极保护不需外部电源,维护管理经济,简单,对邻近地下金属构筑物干扰影响小,适用于短距离、小口径、分散的管道.二外加电流阴极保护系统的组成1、恒电位仪：珠三角管道采用的是IHF系列数控高频开关恒电位仪,它的主要作用是向管道输出保护电流.2、阳极地床：由若干支辅助阳极高硅铸铁组成,通过辅助阳极把保护电流送入土壤,经土壤流入被保护的管道,使管道表面进行阴极极化防止电化学腐蚀,电流再由管道流入电源负极形成一个回路,这一回路形成了一个电解池,管道在回路中为负极处于还原环境中,防止腐蚀,而辅助阳极进行氧化反应遭受腐蚀,或是周围电解质被氧化.阴保站的电能60％消耗在阳极接地电阻上,故阳极材料的选择和埋设方式、场所的选择,对减小电阻节约电能是至关重要的.珠三角管道的阳极地床辅助阳极一般为40支,阳极地床的接地电阻小于3Ω设计要求,阳极地床与管道的垂直距离要大于50米.3、参比电极：为了对各种金属的电极电位进行比较,必须有一个公共的参比电极,其电极电位具有良好的重复性和稳定性,构造简单,通常由饱和硫酸铜参比电极、锌电极等.4、绝缘接头：阴极保护系统保护的是输油站外的长输管道,绝缘接头的作用是将阴极保护电流限制在两个阴极保护站之间的管道上.5、检查片：由与管道同材质的金属制成50×100mm的挂片,检查片有两组,一组与输油管道相连,处于阴极保护状态,一组不与管道相连,处于自然腐蚀状态.经过一定时间后将两组检查片的失重量进行比较,可分析管道的阴极保护效果.6、测试桩：为了检测维护管道的阴极保护系统,在管道沿线设置电流及电位测试桩,电位测试桩每公里设置一个；电流测试桩每5公里设一个；套管电位测试桩每个套管处设置一个；绝缘接头电位测试桩每一绝缘处设一个.三阴极保护的基本参数1最小保护电流密度阴极保护时,使腐蚀停止,或达到允许程度时所需的电流密度值称为最小保护电流密度.最小保护电流密度的大小取决于被保护金属的种类、表面状况、腐蚀介质的性质、组成、浓度、温度和金属表面绝缘层质量等.防腐绝缘层种类不同,所需要的保护电流密度也不同.防腐绝缘层的电阻值越高,所需的保护电流密度值越小.2最小保护电位为使腐蚀过程停止,金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位值,称之为最小保护电位.最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关.最小保护电位值常常是用来判断阴极保护是否充分的基准.因此该电位值是监控阴极保护的重要参数.实验测定在土壤中的最小保护电位为－0.85V相对饱和硫酸铜参比电极.3最大保护电位在阴极保护中,所允许施加的阴极极化的绝对值最大的负电位值,在此电位下管道的防腐层不受到破坏.此电位值就是最大保护电位.最大保护电位值的大小通过试验确定.一般取－1.5VCSE.阴极保护电位越大,防腐程度越高,单站保护距离也越长,但是过大的电位将使被保护管道的防腐绝缘层与管道金属表面的粘接力受到破坏,产生阴极剥离,严重时可以出现金属“氢破裂”.同时太大的电位将消耗过多的保护电流,形成能量浪费.四阴极保护投入前的准备和验收1、阴极保护投入前对被保护管道的检查管道对地绝缘的检查：从阴极保护的原理介绍,已得知没有绝缘就没有保护.为了确保阴极保护的正常运行,在施加阴极保护电流前,必须确保管道的各项绝缘措施正确无误.应检查管道的绝缘接头的绝缘性能是否正常；管道沿线的阀门应与土壤有良好的绝缘；管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施,管道在地下不应与其它金属构筑物有"短接"等故障；管道表面防腐层应无漏敷点,所有施工时期引起的缺陷与损伤均应在施工验收时使用埋地检漏仪检测,修补后回填.2、对阴极保护施工质量的验收1对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合电气设备安装规程的要求,各种接地设施是否完成,并符合图纸设计要求.2对阴极保护的站外设施的选材、施工是否与设计一致.对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求,尤其是阳极引线接正极,管道汇流点接负极,严禁电极接反.3图纸、设计资料齐全完备.五阴极保护投入运行的调试1、组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、阳极地床接地电阻,同时对管道环境有一个比较详尽的了解,这些资料均需分别记录整理,存档备用.2、阴极保护站投入运行按照恒电位仪的操作程序给管道送电,使电位保持在-1.20伏左右,待管道阴极极化一段时间四小时以上开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等.然后根据所测保护电位,调整通电点电位至规定值,继续给管道送电使其完全极化通常在24小时以上.再重复第一次测试工作,并做好记录.若个别管段保护电位过低,则需再适当调节通电点电位至满足全线阴极保护电位指标为止.3、保护电位的控制各站通电点电位的控制数值,应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-0.85伏,同时各站通电点最负电位不允许超过规定数值.调节通电点电位时,管道上相邻阴极保护站间加强联系,保证各站通电点电位均衡.4、当管道全线达到最小阴极保护电位指标后,投运操作完毕,各阴极保护站进入正常连续工作阶段.六阴极保护站的日常维护管理1、恒电位仪的巡检和维护.1日常巡检：每天9：00和21：00对恒电位仪巡检一次,并记录输出电压、电流、保护电位数值,与前次记录或值班记录对照是否有变化,若不相同应查找原因,采取相应措施使管道全线达到阴极保护.2每月维护：每月1日对恒电位仪进行切换使用.改用备用的仪器时,应即时进行一次观测和维修,发现仪器故障应及时检修,保证供电.维护内容：观察全部零件是否正常,元件有无腐蚀、脱焊、虚焊、损坏,各连接点是否可靠,电路有无故障,各紧固件是否松动,熔断器是否完好,如有熔断,需查清原因再更换.检查接接阴极保护站的电源导线,以及接至阳极地床、通电点的导线是否完好,接头是否牢固.定期检查工作接地和避雷器接地,并保证其接地电阻不大于10欧姆,在雷雨季节要注意防雷.搞好站内设备的清洁卫生,注意保持室内干燥,通电良好,防止仪器过热.2、参比电极的维护.作为恒定电位仪信号源的埋地参比电极,在使用过程中需注意观察恒电位仪的输出数值,发现异常可检查参比电极井是否干涸,影响仪器正常工作.3、阳极地床的维护.阳极地床接地电阻每月测试一次,接地电阻增大至影响恒电位仪不能提供管道所需保护电流时,应该更换阳极地床或进行维修,以减小接地电阻.4、测试桩的维护.1检查接线柱与大地绝缘情况,电阻值应大于100千欧,用万用表测量,若小于此值应检查接线柱与外套钢管有无接地,若有则需更换或维修.2测试桩应每年定期刷漆和编号.3防止测试桩的破坏丢失,对沿线城乡居民及儿童作好爱护国家财产的宣传教育工作.5、绝缘接头的维护.每月检测绝缘接头两侧管地电位,若与原始记录有差异时,应对其性能好坏作鉴别.如有漏电情况应采取相应措施.。
阴极保护基础知识
阴极保护基础知识阴极保护>阴极保护概述腐蚀定义为材料发生化学和电化学反映后受到的侵蚀，金属的腐蚀是一种电化学反应的结果，在这里金属或合金与氧气或其他含氧介质相结合发生电化学反应，最终形成一种稳定状态的化合物。
所有的金属都具有回复到最稳定状态的一种趋势。
这种趋势体现在贱金属方面尤为明显，这些贱金属被称为活泼金属，具有更低或更负的电位。
1 、.海水中金属的电位序列: 镁-1,48V 锌 -1,03V 铝35-H-0,79V 高精度钢、碳钢 -0,61V 铸铁 -0,61V 不锈钢 430 AISI (17% 铬) -0,57V 不锈钢 304 AISI (18% 铬,18% 镍)-0,53V 铜棒-0,40V 铜-0,36V 铝铜合金-0,32V 镍 -0,2OV 钛-0,15V 硅-0,13V 钼-0,08V 2 、阴极保护>阴极保护的原理:当两种金属在海水的电解质中发生电连接时，由于电位差，电子从活泼金属向不活泼金属移动。
不活泼的金属称为阴极，活泼金属称为阳极。
当阳极发生电流时，它在电解质中溶解成离子，同时产生电子。
阴极通过与阳极电连接而获得电子。
结果就是阴极负极化，起到防腐保护的作用。
被保护金属获得了超量的电子而起到防止腐蚀被保护的作用，这样它的表面不会发生任何氧化的化学反应。
阴极保护>阴极保护的两种方法: 牺牲阳极法是利用电位低的金属或合金（如镁合金、锌合金、铝合金等）作为阳极，通过介质（如：海水等）与被保护金属相连接形成一个电池效应。
在阴极（被保护结构）得到保护的同时，阳极不断地被消耗，故称为牺牲阳极。
锌锌被证明是一种用于阳极保护的非常有效的阳极材料。
锌阳极>锌阳极对锌锭中含微量有害元素有严格的规定。
传统的锌阳极>锌阳极中含有铝，为了克服粘结现象需要在锌阳极>锌阳极中加入镉。
相对于被保护的钢结构，锌阳极>锌阳极具有220mv的驱动电位。
锌阳极>锌阳极的电容量为780A.h/kg。
阴极保护知识(最新)
一 腐蚀
腐蚀电池：
由于双电层原理，金属在溶液中建立电极电位。 在电解质溶液中，金属表面上的各部份，其电位 是不完全相同的，电位较高的部分形成阴极区， 电位较低的部分形成阳极区。这便构成了局部腐 蚀电池。
一 腐蚀
腐蚀电池形成的充分必要条件： 1)必须有阴极和阳极。 2)阴极和阳极之间必须有电位差 3)阴极和阳极之间必须有金属的电流通道。 4)阴极和阳极必须浸在同一电解质中，该电 解质中有流动的自由离子。
阴极保护知识
阴极保护知识
一 腐蚀 二 埋地管道腐蚀机理 三 防腐层 四 阴极保护方式 五 阴极保护基本参数 六 常见的牺牲阳极材料 七 牺牲阳极的埋设方式 八 外加电流阴极保护系统的主要设施 九 PS-1LC恒电位仪 十 HDV-4D-5恒电位仪
一 腐蚀
腐蚀定义：金属暴露在自然界随着时间的 流逝而变质，其本质就是金属由元素状态 返回自然状态，腐蚀是一种自然现象；通 俗的说，腐蚀就是金属和周围介质发生化 学或电化学作用而导致的无谓消耗或破坏。
二 埋地管道腐蚀机理
含水量大的位置，金属为阳极，发生腐蚀。 当管道经过沼泽进入沙漠地带时，该现象尤为突出。 储罐或管道处于土壤不均匀的环境时，引起腐蚀。 管道经过不同不同性质土壤时，将形成腐蚀电池，阳极段发生腐蚀。 六、杂散电流腐蚀 杂散电流：沿规定路径之外的途径流动的电流。 杂散电流腐蚀：由于杂散电流流动而引起的腐蚀。 直流电车系统以及阴极保护系统经常成为杂散电流源。当管道防腐层较 差时，杂散电流从管道的一个部位流入，沿管道流动一段距离后，在涂 层缺陷处离开管道。 在电流进入的部位，管道得到保护；在电流离开的部位，管道发生腐蚀
五 阴极保护基本参数
过Hale Waihona Puke 护对管道的影响：保护电位不是愈低愈好，是有限度的，过低 的保护电位会造成管道防腐层漏点处大量析出氢气，造成涂层与管 道脱离，即，阴极剥离，不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗， 还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂。
阴极保护的基本知识
阴极保护的基本知识阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。
阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。
美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。
牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。
阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。
外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。
保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止（或可忽略）时所需的电位。
实践中，钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。
阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。
根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。
网状阳极阴极保护方法网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。
网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。
阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。
网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点：1) 电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。
2) 基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。
3) 不需回填料，安装简单，质量容易保证。
4) 储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。
5) 不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。
6) 埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。
7) 性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供电流，但其可靠性，寿命和综合经济效益远高于牺牲阳极；深井阳极阴极保护深井阳极阴极保护是近年来兴起的一种阴极保护方法，采用的阳极与浅埋基本相同，但施工较浅埋阳极复杂得多，且一次性投资比较高，调试比较麻烦。
管道阴极保护基础知识(张辉2018.)
属 金 降 属 金 保 ， 从 如
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一 种 可 以 即 牺 牲 阳 腐 蚀 速 率 牺 牲 阳 极 体 为 阴 极 金 属 体 的 腐 蚀 消 耗 实 现 了 对 1 — 3 。
提 极 的 所 ， 电 ， 阴
供 ） 方 形 牺 位 故 极
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需 外 部 电 源 ， 维 护 管 理 地 下 金 属 构 筑 物 干 扰 影 、 小 口 径 、 分 散 的 管 道 。
（ 二 ） 外 加 电 流 阴 极 保 护 系 统 的 组 成 1 、 恒 电 位 仪 ： 珠 三 角 管 道 采 用 的 是 I H F 系 列 数 控 高 频 开 关 恒 电 位 仪 ， 它 的 主 要 作 用 是 向 管 道 输 出 保 护 电 流 。 2 、 阳 极 地 床 ： 由 若 干 支 辅 助 阳 极 （ 高 硅 铸 铁 ） 组 成 ， 通 过 辅 助 阳 极 把 保 护 电 流 送 入 土 壤 ， 经 土 壤 流 入 被 保 护 的 管 道 ， 使 管 道 表 面 进 行 阴 极 极 化 ( 防 止 电 化 学 腐 蚀 ) ， 电 流 再 由 管 道 流 入 电 源 负 极 形 成 一 个 回 路 ， 这 一 回 路 形 成 了 一 个 电 解 池 ， 管 道 在 回 路 中 为 负 极 处 于 还 原 环 境 中 ， 防 止 腐 蚀 ， 而 辅 助 阳 极 进 行 氧 化 反 应 遭 受 腐 蚀 ， 或 是 周 围 电 解 质 被 氧 化 。 阴 保 站 的 电 能 6 0 ％ 消 耗 在 阳 极 接 地 电 阻 上 , 故 阳 极 材 料 的 选 择 和 埋 设 方 式 、 场 所 的 选 择 , 对 减 小 电 阻 节 约 电 能 是 至 关 重 要 的 。 珠 三 角 管 道 的 阳 极 地 床 辅 助 阳 极 一 般 为 4 0 支 ， 阳 极 地 床 的 接 地 电 阻 小 于 3 Ω （ 设 计 要 求 ） ， 阳 极 地 床 与 管 道 的 垂 直 距 离 要 大 于 5 0 米 。 3 、 参 比 电 极 ： 为 了 对 各 种 金 属 的 电 极 电 位 进 行 比 较 ， 必 须 有 一 个 公 共 的 参 比 电 极 ， 其 电 极 电 位 具 有 良 好 的 重 复 性 和 稳 定 性 ， 构 造 简 单 ， 通 常 由 饱 和 硫 酸 铜 参 比 电 极 、 锌 电 极 等 。 4 、 绝 缘 接 头 ： 阴 极 保 护 系 统 保 护 的 是 输 油 站 外 的 长 输 管 道 ， 绝 缘 接 头 的 作 用 是 将 阴 极 保 护 电 流 限 制 在 两 个 阴 极 保 护 站 之 间 的 管 道 上 。 5 、 检 查 片 ： 由 与 管 道 同 材 质 的 金 属 制 成 5 0 × 1 0 0 m m 的 挂 片 ， 检 查 片 有 两 组 ， 一 组 与 输 油 管 道 相 连 ， 处 于 阴 极 保 护 状
阴极保护基础知识讲解
第二节 阴极保护法
2、强制电流法 将被保护金属与外加电源负极相连，辅助阳
极接到电源正极，由外部电源提供保护电流，以 降低腐蚀速率的方法。
第二节 阴极保护法
➢ 直流电源的正极连接辅助阳极，负极连接需要保护的构件（管道）。 ➢ 电流从辅助阳极流出，经电解质到达管道表面（破损处），再流回电
源的负极。
第二节 阴极保护法
最大保护电位：阴极保护条件下，允许的绝对值最大的负电位值。
腐蚀电位：腐蚀体系中金属的电极电位。 自然电位：无外部电流影响的腐蚀电位。 极化电位：由于电流的流动引起电极/电解质界面电位的偏移称为极化， 在极化状态下的电位称为极化电位。
断电瞬间电位：断电瞬间测得的管道腐蚀电位。
注意：阴极保护电位越大，防腐程度越高，单站保护距离也越长，但是过大的 电位将使被保护管道的防腐绝缘层与管道金属表面的粘接力受到破坏，产生阴极剥 离，严重时可以出现金属“氢破裂”。同时太大的电位将消耗过多的保护电流，形 成能量浪费。
第四节 强制电流系统的组成
电源：
第四节 强制电流系统的组成
控制柜前后示意图 ①控制柜操作面板 ②1号恒电位仪 ③2号恒电位仪 ④交流配电盘 ⑤自动切换控制器 ⑥综合接线盘 ⑦输出母排 ⑧控制柜接地螺栓
第四节 强制电流系统的组成
辅助阳极地床：
深井阳极地床 深井阳极为埋设大于15m的阳极地床，通常
不同，从而在管道表 面形成阴、阳极，驱 动腐蚀的发生。管道
阳极 Fe－2e-＝Fe2＋
是金属回路、土壤是
阴极 2H＋＋2e-＝H2↑
H2O＋CO2
H2CO3
电解质。
H＋＋HCO3-
第一节 腐蚀
1.4管道的腐蚀控制
管道腐蚀的控制方法应根据腐蚀机理的不同和所处 环境条件的不同，采用相应的腐蚀控制方法， 在油气 管道保护过程中应用最为广泛的控制金属腐蚀的方法为 以下五类： 1、选择耐腐蚀材料 2、控制腐蚀环境 3、选择有效的防腐层 4、阴极保护（电化学腐蚀） 5、添加缓蚀剂
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阴极保护基础知识手册目录：第一章绪论 *第二章阴极保护基本原理 *第三章阴极保护主要参数 *第四章阴极保护准则 *第五章牺牲阳极阴极保护阳极材料 *第六章牺牲阳极接地电阻以及发电量计算 * 第七章牺牲阳极的安装与维护 *第八章网状阳极 *第九章外加电流阴极保护用阳极材料 *第十章辅助阳极的选择及计算 *第十一章阴极保护参数的测量 *第十二章阴极保护的运行管理 *第十三章阴极保护中的几个屏蔽问题 *第一章绪论一.防腐蚀的重要意义自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。
通过炼制，被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态。
然而，回归自然状态是金属固有本性。
我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。
金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20～40％,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2％; 英国为国民经济总产值的3.5％;日本为国民经济总值1.8％。
二.防腐蚀工程发展概况六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。
我国埋地油气管道的阴极保护始于1958年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统，收到明显的效果。
第二章阴极保护基本原理一、腐蚀电位或自然电位每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。
腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。
腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。
阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。
铜的电位比钢高,所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。
钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样, 两者的腐蚀电位差有时可达0.275V,埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。
新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。
同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤）,或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。
二、参比电极为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。
饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性,构造简单,在阴极保护领域中得到广泛采用。
不同参比电极之间的电位比较：阴极保护的原理是给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。
有两种办法可以实现这一目的，即,牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
1.牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的，相同的电位下。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。
如，城市管网、小型储罐等。
根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5 年。
牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。
本人认为，产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。
因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2.外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属,使被保护金属结构电位低于周围环境,。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。
第三章阴极保护主要参数1.自然电位自然电位是金属埋入土壤后，在无外部电流影响时的对地电位。
自然电位随着金属结构的材质、表面状况和土质状况,含水量等因素不同而异, 一般有涂层埋地管道的自然电位在-0.4～0.7 V CSE 之间,在雨季土壤湿润时，自然电位会偏负，一般取平均值-0.55V。
2.最小保护电位金属达到完全保护所需要的最低电位值。
一般认为，金属在电解质溶液中，极化电位达到阳极区的开路电位时，就达到了完全保护。
3.最大保护电位如前所述，保护电位不是愈低愈好,是有限度的,过低的保护电位会造成管道防腐层漏点处大量析出氢气, 造成涂层与管道脱离，即，阴极剥离,不仅使防腐层失效,而且电能大量消耗,还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂,所以必须将电位控制在比析氢电位稍高的电位值, 此电位称为最大保护电位,超过最大保护电位时称为"过保护"。
4.最小保护电流密度使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度,称作最小保护电流密度,其常用单位为mA/m 2表示。
处于土壤中的裸露金属，最小保护电流密度一般取10mA/m2。
5.瞬时断电电位在断掉被保护结构的外加电源或牺牲阳极0.2 ~ 0.5秒中之内读取得结构对地电位。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所以，所测电位为结构的实际极化电位，不含IR 降（介质中的电压降）。
由于在断开被保护结构阴极保护系统时，结构对地电位受电感影响，会有一个正向脉冲，所以，应选取0.2 ~ 0.5 秒之内的电位读数。
第四章阴极保护准则为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。
1.NACE RP 0169 建议“在通电的情况下,埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85V CSE或更负, 在有硫酸盐还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95V CSE，该电位不含土壤中电压降（IR降）”。
实际测量时，应根据瞬时断电电位进行判断。
目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中IR降的含量没有给予足够重视。
其后果是很多认为阴极保护良好的管道发生腐蚀穿孔。
这方面的教训是很多的。
如：四川气田南干线，认为阴极保护良好，但实际内检测发现腐蚀深度在壁厚的10-19% 的点多达410处；个别位置的点蚀深度达到50%。
进行断电电位测量发现，很多点保护电位（断电电位）没有达到-0.85V CSE。
有效的方法是实际测量几点的IR降，保护电位按0.85 + IR 降来确定。
IR 降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得，也可以用瞬时通电电位减去结构自然电位来获得。
2.瞬时断电电位与自然电位之差不得小于100mV。
在有些情况下，在断开电源0.2-0.5秒内测量断电电位，待结构去极化后（24 或48 小时后）再测量结构电位（自然电位），其差值应不小于100mV。
也可以用通电电位（极化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。
3.最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准,一般瞬时断电电位不得低于-1.10V CSE。
由于受旧规范的影响，很多人还认为阴极保护最大电位不能低于-1.5V CSE。
事实上这种观念使错误的，造成的危害也是巨大的。
判断阴极保护电位是否过大应以断电电位为判断基础，只要断电电位不低于-1.1V CSE（西欧为-1.15V CSE），通电电位再大也没有关系。
第五章牺牲阳极阴极保护阳极材料1、镁牺牲阳极，根据形状以及电极电位的不同，镁阳极可用于电阻率在20欧姆.米到100欧姆.米的土壤或淡水环境。
高电位镁阳极的电位为1.75V CSE; 低电位镁阳极的电位为1.55V CSE。
W=8760*I*t/（Z*U*Q）I = 阳极电流输出(Amps)t = 设计寿命( years)U = 电流效率(0.5)Z = 理论电容量(2200 Ah/kg)Q = 阳极使用率85%W= 阳极重量(Kg)2、锌牺牲阳极, 锌牺牲阳极多用于土壤电阻率小于15 欧姆.米的土壤环境或海水环境。
电极电位为1.1V CSE。
温度高于40 °C 时，锌阳极的驱动电位下降，并发生晶间腐蚀。
高于60 °C 时，它与钢铁的极性发生逆转，变成阴极受到保护，而钢铁变成阳极受到腐蚀。
所以，锌阳极仅能用于温度低于40 °C的环境。
W=8760*I*t/（Z*U*Q）I = 阳极电流输出(Amps)t = 设计寿命( years)U = 电流效率(0.90)Z = 理论电容量(827 Ah/kg)Q = 阳极使用率（85%）W= 阳极重量(Kg)3、铝牺牲阳极，大多用于海水环境金属结构或原油储罐内底板的阴极保护。
其电极电位为1.05V CSE。
电容量随温度递减，可参考公式：Z=2000-27(T-20),T 阳极工作温度°C。
铝阳极用量计算：W=8760*I*t/（Z*U*Q）I = 阳极电流输出(Amps)t = 设计寿命( years)U = 电流效率(0.95)Z = 理论电容量(2000Ah/kg)Q = 阳极利用率(85%）W= 阳极重量(Kg)4、带状阳极为了减小阳极接地电阻，有时会采用带状镁阳极或锌阳极。
阳极带沿被保护结构铺设，使电流分布更加均匀。
当阳极带沿管道铺设时，每隔一段距离就应该与管道连接一次。
间距不应太大，因为随着阳极的消耗，截面积不断减小，阳极带电阻会逐步增大。
为了减少沿阳极带的电压降，连接间隔一般不大于305米。
如果将带状阳极直接埋到土壤或回填砂中，阳极可能会发生自身腐蚀，使用寿命缩短。
带状阳极的一般规格为19x9.5mmx305m 每卷。
5、回填料当使用填料时，阳极的电流输出效率提高。
如果将阳极直接埋入土攘，由于土壤的成分不均匀，会造成阳极自身腐蚀，从而降低阳极效率。
采用填料，一是保持水分，降低阳极的接地电阻，二是使阳极表面均匀腐蚀，提高阳极利用效率。
第六章牺牲阳极接地电阻以及发电量计算一、阳极接地电阻Ra=ρ/（2*π*L）*ln（4L/r-1）Ra = 阳极接地电阻(ohms)ρ= 土壤电阻率(ohm-m)L = 阳极长度(m)r = 阳极半径（m）需要指出的是，由于填料电阻率很低，阳极的长度和半径是根据填料袋尺寸来确定。
二、阳极驱动电位假设被保护结构的极化电位为-1.0V，则驱动电压Dv= V + 1.0。
V = 阳极电位：高电位镁阳极-1.75V, 低电位镁阳极-1.55V; 锌阳极电位-1.10V。
三、阳极发电量计算阳极实际发电量 I = Dv/Ra四、应用举例：某埋地管道，长度为13公里，直径159毫米，环氧粉末防腐层，处于土壤电阻率30欧姆.米环境中，牺牲阳极设计寿命15 年。