阴极保护指标

1.管道表面的阴极和阳极

管道埋地后，受管道沿线土壤性质及环境差异的影响，管道表面各点电位存在差异。电位较负的位置为阳极，发生腐蚀;电位较正的部位为阴极，腐蚀得到抑制。阴极和阳极之间的电流称为腐蚀电流。

2.阴极保护指标

如图2-1所示，在管道表面众多阳极中，总会有一个位置，这里的电位最负。如果能够让其他部位的电位负向偏移，都达到该电位，则管道表面各点之间将没有电位差，没有阳极，不再有腐蚀电流。通常把金属表面最负的阳极电位定义为阴极保护最小保护指标。

  由于管道埋地后，各部位的电位都要发生变化(极化)，如图2-2所示，所以从地表无法测量到某个阳极或某个阴极的电位，能够测量到的是很多阴极和阳极的综合电位，称之为自然电位或腐蚀电位。

  金属结构的自然电位以及最负的阳极电位会随环境而变化经过多年的研究与实践，发现碳钢结构不论在何种环境下，最负的阳极电位不会比-0.85V、更负，所以把-0.85V..定义为碳钢结构的最小保护电位。通过研究还发现，金属的自然电位和其最负的阳极电位之间的差值小于100mV，也就是说，从自然电位的基础上，电位负向偏移100mv，结构的电位就已经比最负的阳极电位还负。所以，100mV阴极极化指标也是工程上经常采用的最小阴极保护指标。一般情况下，满足100mV阴极极化指标需要的

电流要小于满足-850my，最小指标所需要的电流量。

3.管地电位测量回路中土壤的 IR 降

  在管地电位测量过程中，经常是把参比电极放在地表面，通过测试桩测量管道的电位，如图2-3所示。管道埋地后，在阴极保护电源开启之前测量到的管地电位为自然电位V。如果将管道金属与土壤接触面形成的双电层假设成一个充电电池，那么该电位就是电池的残压。阴极保护电源开启后，电流经土壤流向管道，给该电池充电，该电池电压也会逐步增大，假设该电压增大了 AE，则把 AE称为阴极极化。电池充满电后的电压称为极化电位E。AE可以通过极化电位减去自然电位来计算。

  由于阴极保护电流在向管道流动过程中会经过土壤，而土壤具有电阻，把阴极保护电流在土壤中产生的电压降定义为R降。电压表的电压读数为通电电位，含有土壤中的电压降(R降)和极化电位。为了消除通电电位中的IR降，通常采用瞬时断电的方式。断电瞬间，由于电流为零，则IR降也为零，把此时读到的电位称为瞬时断电电位V，数值上等于极化电位E,。当管道受杂散电流于扰时，因为杂散电流没办法中断，所以不能用断电法测量管道极化的电位。

4.管地电位测量回路中导线的 IR 降

  如果测量导线中有电流流动，如图2-4所示，也会给测量的电位带来误差。众所周知，恒电位仪面板上的阴极线和零位接阴线都是连接管道的，既然都是连接管道，为什么不能把阴极线作为测量线呢?就是因为阴极线中有电流流动，会给测量结果带来误差。

  假设恒电位仪输出电压为8V，输出电流为3A，在零位接阴与参比电极之间测量到的管地电位为-1350mv，在阴极电缆与参比电极之间测量到的电位是-1800my.，铜芯电缆截面积为16mm?，计算阴极电缆的长度是多少?

  阴极电缆上测量到的电位与零位接阴电缆测量到的管地电位差值450mV是由阴极电缆上的电压降造成的。已经知道了阴极电缆的电压降和电流，可以计算阴极电缆的电阻值，又知道阴极电缆的截面积，根据公式R=P--(铜的电阻率为1.72x10-Ω·cm很容易计算出阴极电缆线的长度是139m。所以，当电缆线中有电流流动时，不能作为电位测量线，如牺牲阳极与管道的连线以及管道之间的均压线(跨接线)，如果将它们作为管地电位测量线，将会给测量结果带来误差。

5.管地电位之间的关系

  阴极保护中各电位之间的关系如图2-5所示。通电电位等于自然电位加极化偏移及R降。通电电位减去极化电位(断电电位)等于降，极化电位减去自然电位等于极化偏移

                                                                                  V =V+ΔE+IR; V-V =IR; レ-V=AE

6.防腐层漏点 IR 降范围

  如图2-6所示，95%的IR降发生在10倍的漏点直径范围之内，所以，通常的近参比法不会减小通电电位读数中的R降。只有当参比电极靠近防腐层缺陷点时，才能有效地减小土壤中IR降。与参比电极之间电阻最小或电位更高的防腐层缺陷点对电压表读数影响最大。