確定恒電位儀的保護(hù)電位區(qū)間是陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計和運(yùn)行的核心環(huán)節(jié)，其核心原則是讓被保護(hù)金屬的電位穩(wěn)定在能有效抑制腐蝕的范圍，同時避免因電位過高或過低導(dǎo)致副作用（如過保護(hù)引發(fā)氫脆、涂層剝離）。具體確定方法需結(jié)合金屬類型、環(huán)境介質(zhì)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場測試綜合判斷，以下是詳細(xì)步驟和依據(jù)：
一、依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確定基礎(chǔ)區(qū)間不同國家和行業(yè)對常見金屬（如鋼鐵）的保護(hù)電位有明確標(biāo)準(zhǔn)，這是確定區(qū)間的首要依據(jù)。以應(yīng)用廣泛的鋼鐵材料為例：
環(huán)境介質(zhì)
保護(hù)電位區(qū)間（相對于硫酸銅參比電極，CSE）
標(biāo)準(zhǔn)來源
土壤、埋地環(huán)境
-0.85V ~ -1.20V
GB/T 21448-2017《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》
淡水、海水
-0.80V ~ -1.10V
GB/T 30574-2014《海水中金屬材料陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》
混凝土中鋼筋
-0.75V ~ -1.10V
GB 50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
·核心標(biāo)準(zhǔn)：-0.85V（CSE）是鋼鐵的 “小保護(hù)電位”，即電位需低于此值才能有效抑制腐蝕（電位越負(fù)，保護(hù)效果越強(qiáng)，但需控制上限）。
·上限限制：通常不超過 - 1.20V（CSE），因過度負(fù)電位會導(dǎo)致：
·金屬表面析出氫氣（氫脆風(fēng)險，對高強(qiáng)度鋼尤其危險）；
·涂層與金屬表面剝離（陰極析氫破壞涂層附著力）。
二、結(jié)合環(huán)境特殊性，修正基礎(chǔ)區(qū)間實(shí)際工況中，環(huán)境因素可能導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間需要調(diào)整，需重點(diǎn)考慮以下情況：
1. 介質(zhì)電阻率的影響·高電阻率環(huán)境（如干燥土壤、沙漠）：電流難以穿透，需適當(dāng)提高保護(hù)電位（如放寬至 - 1.30V），但需通過現(xiàn)場測試驗證是否引發(fā)副作用。
·低電阻率環(huán)境（如濕地、鹽堿地）：電流易擴(kuò)散，可能因 “過保護(hù)” 風(fēng)險更敏感，需嚴(yán)格控制在 - 1.10V 以內(nèi)。
2. 雜散電流干擾若被保護(hù)體附近有高壓電纜、電氣化鐵路等，可能存在雜散電流，導(dǎo)致金屬電位波動（如瞬間偏移 ±0.1V 以上）。此時需：
·設(shè)定更寬的 “緩沖區(qū)間”（如 - 0.80V~-1.25V），避免恒電位儀頻繁調(diào)節(jié)；
·配合排流裝置消除雜散電流后，再回歸標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間。
3. 金屬材質(zhì)差異·非鐵金屬（如銅、鋁）：保護(hù)電位與鋼鐵不同（如銅在海水中約為 - 0.50V~-0.65V vs 飽和甘汞電極），需參考對應(yīng)材質(zhì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
·特殊鋼種（如不銹鋼、高強(qiáng)度低合金鋼）：對氫脆更敏感，保護(hù)電位上限需更嚴(yán)格（如控制在 - 1.10V 以內(nèi)）。
三、通過現(xiàn)場測試驗證和校準(zhǔn)即使有標(biāo)準(zhǔn)參考，現(xiàn)場測試仍是確定終保護(hù)電位區(qū)間的關(guān)鍵，常用方法包括：
1. 極化曲線測試（靜態(tài)法）·原理：通過恒電位儀逐步改變被保護(hù)金屬的電位，記錄不同電位下的腐蝕電流（或腐蝕速率），繪制 “電位 - 腐蝕速率” 曲線。
·結(jié)果：曲線中腐蝕速率急劇下降并趨于穩(wěn)定的區(qū)間，即為該工況下的保護(hù)電位范圍（例如，鋼鐵在某土壤中可能在 - 0.90V 時腐蝕速率降至 0.01mm / 年以下，且繼續(xù)負(fù)移時速率無明顯變化，則區(qū)間可定為 - 0.90V~-1.15V）。
2. 現(xiàn)場斷電電位測試（IR 降修正）·問題：直接測量的 “通電電位” 包含介質(zhì)電阻（IR 降）的干擾，可能導(dǎo)致誤判（如實(shí)際電位已達(dá)標(biāo)，但 IR 降使測量值偏高）。
·方法：切斷恒電位儀輸出后，快速記錄金屬電位的 “斷電瞬間值”（此時 IR 降消失，更接近真實(shí)保護(hù)電位），以此修正保護(hù)區(qū)間。
·標(biāo)準(zhǔn)要求：GB/T 21448-2017 規(guī)定，鋼鐵的斷電電位需達(dá)到 - 0.85V（CSE）及更負(fù)，才視為有效保護(hù)。
3. 長期運(yùn)行監(jiān)測·安裝后連續(xù)監(jiān)測 3~6 個月，記錄不同季節(jié)（濕度、溫度變化）下的電位波動：
·若電位長期穩(wěn)定在 - 0.90V~-1.10V，且被保護(hù)體無腐蝕跡象（如開挖檢查涂層完好），則區(qū)間合理；
·若頻繁出現(xiàn)電位超出標(biāo)準(zhǔn)（如夏季雨后降至 - 1.30V），需重新調(diào)整恒電位儀的電壓限制或目標(biāo)電位。
四、總結(jié)：確定保護(hù)電位區(qū)間的流程1.查標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)金屬材質(zhì)和環(huán)境，確定基礎(chǔ)保護(hù)電位范圍（如鋼鐵埋地取 - 0.85V~-1.20V CSE）；
2.看環(huán)境：結(jié)合介質(zhì)電阻率、雜散電流、材質(zhì)特殊性，修正區(qū)間上下限；
3.做測試：通過極化曲線、斷電電位測試驗證實(shí)際保護(hù)效果；
4.長監(jiān)測：運(yùn)行中根據(jù)電位波動和腐蝕檢查結(jié)果，動態(tài)微調(diào)區(qū)間。