恒電位儀是陰極保護技術(shù)中用于提供穩(wěn)定直流電流的核心設(shè)備，通過控制被保護金屬結(jié)構(gòu)的電位處于設(shè)定的保護電位范圍，從而抑制其腐蝕。廣泛應(yīng)用于管道、儲罐、海洋平臺、橋梁等大型金屬構(gòu)筑物的防腐蝕保護。以下是其詳細介紹：

一、基本原理恒電位儀屬于外加電流陰極保護系統(tǒng)的核心部件，其工作基于 “電位控制” 原理：

·系統(tǒng)由恒電位儀（電源）、陽極地床（輔助陽極）、參比電極和被保護體組成閉合回路。

·恒電位儀通過參比電極實時監(jiān)測被保護體的電位，與預(yù)設(shè)的 “保護電位”（如鋼鐵通常為 - 0.85V~-1.20V，相對飽和甘汞電極）對比，自動調(diào)節(jié)輸出電流：

·若被保護體電位高于保護電位（腐蝕風(fēng)險高），儀器增大輸出電流，使被保護體更 “負”（陰極化）；

·若電位低于保護電位（可能過保護），儀器減小電流，避免過度消耗或氫脆風(fēng)險。

二、核心組成與功能主體結(jié)構(gòu)

·控制單元：核心為電位比較器和放大器，接收參比電極的信號并計算偏差，輸出調(diào)節(jié)指令。

·整流單元：將交流電（220V/380V）轉(zhuǎn)換為直流電，通過功率放大模塊輸出可調(diào)電流（0~ 幾百安培）。

·顯示與操作單元：數(shù)字屏顯示實時電位、輸出電流 / 電壓，支持保護電位設(shè)定、參數(shù)校準等操作。

關(guān)鍵功能

·恒電位模式：穩(wěn)定被保護體電位在設(shè)定值（±5mV 以內(nèi)），適用于大多數(shù)常規(guī)場景。

·恒電流模式：固定輸出電流（如應(yīng)對參比電極故障時的應(yīng)急模式）。

·過流 / 過壓保護：當(dāng)輸出電流或電壓超過閾值時自動斷電，避免設(shè)備損壞。

·遠程監(jiān)控：部分智能型號支持 4G/RS485 通信，可遠程查看數(shù)據(jù)、調(diào)整參數(shù)。

三、技術(shù)參數(shù)·輸入電源：AC 220V ±10% 或 380V ±10%，50Hz。

·輸出范圍：

·電壓：0~50V（常規(guī)）、0~100V（高電壓型號，適用于高電阻率環(huán)境）；

·電流：0~5A、0~10A、0~50A、0~200A（根據(jù)被保護體規(guī)模選擇，大型工程可并聯(lián)使用）。

·控制精度：電位控制誤差≤±5mV，電流控制誤差≤±2%。

·保護電位調(diào)節(jié)范圍：-0.5V ~ -2.0V（相對飽和甘汞電極，可根據(jù)金屬類型調(diào)整）。

·環(huán)境適應(yīng)性：工作溫度 - 20℃~+50℃，濕度≤90%（無冷凝），防護等級一般為 IP54（戶外型可達 IP65）。

四、適用場景恒電位儀適用于需要長期、穩(wěn)定保護的大型金屬結(jié)構(gòu)，尤其在以下場景中優(yōu)勢顯著：

1.長距離管道：輸油 / 氣干線、城市管網(wǎng)（土壤電阻率差異大，需調(diào)節(jié)電流）。

2.大型儲罐群：煉油廠油罐區(qū)、化工儲罐（單罐面積大，需均勻保護）。

3.高電阻率環(huán)境：沙漠、巖石區(qū)土壤（需高電壓輸出以克服電阻）。

4.復(fù)雜結(jié)構(gòu)：海洋平臺、碼頭鋼樁（受潮汐、鹽霧影響，電位波動大）。

5.替代犧牲陽極：當(dāng)犧牲陽極消耗過快（如高腐蝕環(huán)境）或保護電流不足時，改用恒電位儀更經(jīng)濟。

五、系統(tǒng)配置與安裝配套組件

·輔助陽極：提供電流輸出的 “正極”，常用材料有高硅鑄鐵、石墨、鈦基涂層陽極（如混合金屬氧化物 MMO）。

·參比電極：監(jiān)測電位的 “傳感器”，如飽和硫酸銅電極（土壤）、銀 / 氯化銀電極（海水）。

·連接電纜：陽極電纜（耐高溫、耐老化）、參比電極電纜（低噪聲屏蔽線）。

安裝要點

·主機需安裝在防雨、通風(fēng)的控制柜內(nèi)，遠離強電磁干擾（如變壓器）。

·輔助陽極地床的布置：可采用淺埋式（距地表 0.5~1 米）、深井式（適用于高電阻率地區(qū)）或分布式（沿管道間隔布置），確保電流均勻覆蓋。

·參比電極需貼近被保護體（如距管道 0.5~1 米），避免受陽極地床干擾。

六、調(diào)試與維護調(diào)試步驟

·初始電位測量：斷電狀態(tài)下測量被保護體自然電位，作為基準。

·保護電位設(shè)定：根據(jù)金屬類型和環(huán)境（如土壤中鋼鐵設(shè)為 - 0.85V~-1.0V）。

·電流調(diào)節(jié)：逐步增大輸出電流，直至被保護體電位穩(wěn)定在設(shè)定值，記錄此時的電流值（作為日常運行參考）。

日常維護

·定期（每月）檢查：輸出電流、電壓是否穩(wěn)定，參比電極是否完好（如硫酸銅電極需補充電解液）。

·季度校準：用標(biāo)準電位計校準儀器的電位顯示精度，避免漂移。

·故障處理：若電位異常波動，需排查參比電極是否斷路、陽極地床是否腐蝕（如高硅鑄鐵陽極開裂）。

七、與犧牲陽極的對比特性

恒電位儀（外加電流系統(tǒng)）

犧牲陽極（犧牲陽極系統(tǒng)）

能量來源

外接電源（持續(xù)供電）

陽極自身腐蝕（無需電源）

適用規(guī)模

大型、長距離結(jié)構(gòu)（如管道干線）

小型、短距離結(jié)構(gòu)（如支線管道）

調(diào)節(jié)能力

可控制電位和電流

不可調(diào)節(jié)（依賴陽極自身特性）

壽命

主機壽命 10~15 年（易損件可更換）

3~20 年（取決于陽極消耗速度）

初期成本

較高（設(shè)備 + 安裝）

較低

運行成本

電費 + 維護費

幾乎無（僅需定期更換陽極）