恒电位仪是阴极保护技术中用于提供稳定直流电流的核心设备，通过控制被保护金属结构的电位处于设定的保护电位范围，从而抑制其腐蚀。广泛应用于管道、储罐、海洋平台、桥梁等大型金属构筑物的防腐蚀保护。以下是其详细介绍：

一、基本原理恒电位仪属于外加电流阴极保护系统的核心部件，其工作基于 “电位控制” 原理：

·系统由恒电位仪（电源）、阳极地床（辅助阳极）、参比电极和被保护体组成闭合回路。

·恒电位仪通过参比电极实时监测被保护体的电位，与预设的 “保护电位”（如钢铁通常为 - 0.85V~-1.20V，相对饱和甘汞电极）对比，自动调节输出电流：

·若被保护体电位高于保护电位（腐蚀风险高），仪器增大输出电流，使被保护体更 “负”（阴极化）；

·若电位低于保护电位（可能过保护），仪器减小电流，避免过度消耗或氢脆风险。

二、核心组成与功能主体结构

·控制单元：核心为电位比较器和放大器，接收参比电极的信号并计算偏差，输出调节指令。

·整流单元：将交流电（220V/380V）转换为直流电，通过功率放大模块输出可调电流（0~ 几百安培）。

·显示与操作单元：数字屏显示实时电位、输出电流 / 电压，支持保护电位设定、参数校准等操作。

关键功能

·恒电位模式：稳定被保护体电位在设定值（±5mV 以内），适用于大多数常规场景。

·恒电流模式：固定输出电流（如应对参比电极故障时的应急模式）。

·过流 / 过压保护：当输出电流或电压超过阈值时自动断电，避免设备损坏。

·远程监控：部分智能型号支持 4G/RS485 通信，可远程查看数据、调整参数。

三、技术参数·输入电源：AC 220V ±10% 或 380V ±10%，50Hz。

·输出范围：

·电压：0~50V（常规）、0~100V（高电压型号，适用于高电阻率环境）；

·电流：0~5A、0~10A、0~50A、0~200A（根据被保护体规模选择，大型工程可并联使用）。

·控制精度：电位控制误差≤±5mV，电流控制误差≤±2%。

·保护电位调节范围：-0.5V ~ -2.0V（相对饱和甘汞电极，可根据金属类型调整）。

·环境适应性：工作温度 - 20℃~+50℃，湿度≤90%（无冷凝），防护等级一般为 IP54（户外型可达 IP65）。

四、适用场景恒电位仪适用于需要长期、稳定保护的大型金属结构，尤其在以下场景中优势显著：

1.长距离管道：输油 / 气干线、城市管网（土壤电阻率差异大，需调节电流）。

2.大型储罐群：炼油厂油罐区、化工储罐（单罐面积大，需均匀保护）。

3.高电阻率环境：沙漠、岩石区土壤（需高电压输出以克服电阻）。

4.复杂结构：海洋平台、码头钢桩（受潮汐、盐雾影响，电位波动大）。

5.替代牺牲阳极：当牺牲阳极消耗过快（如高腐蚀环境）或保护电流不足时，改用恒电位仪更经济。

五、系统配置与安装配套组件

·辅助阳极：提供电流输出的 “正极”，常用材料有高硅铸铁、石墨、钛基涂层阳极（如混合金属氧化物 MMO）。

·参比电极：监测电位的 “传感器”，如饱和硫酸铜电极（土壤）、银 / 氯化银电极（海水）。

·连接电缆：阳极电缆（耐高温、耐老化）、参比电极电缆（低噪声屏蔽线）。

安装要点

·主机需安装在防雨、通风的控制柜内，远离强电磁干扰（如变压器）。

·辅助阳极地床的布置：可采用浅埋式（距地表 0.5~1 米）、深井式（适用于高电阻率地区）或分布式（沿管道间隔布置），确保电流均匀覆盖。

·参比电极需贴近被保护体（如距管道 0.5~1 米），避免受阳极地床干扰。

六、调试与维护调试步骤

·初始电位测量：断电状态下测量被保护体自然电位，作为基准。

·保护电位设定：根据金属类型和环境（如土壤中钢铁设为 - 0.85V~-1.0V）。

·电流调节：逐步增大输出电流，直至被保护体电位稳定在设定值，记录此时的电流值（作为日常运行参考）。

日常维护

·定期（每月）检查：输出电流、电压是否稳定，参比电极是否完好（如硫酸铜电极需补充电解液）。

·季度校准：用标准电位计校准仪器的电位显示精度，避免漂移。

·故障处理：若电位异常波动，需排查参比电极是否断路、阳极地床是否腐蚀（如高硅铸铁阳极开裂）。

七、与牺牲阳极的对比特性

恒电位仪（外加电流系统）

牺牲阳极（牺牲阳极系统）

能量来源

外接电源（持续供电）

阳极自身腐蚀（无需电源）

适用规模

大型、长距离结构（如管道干线）

小型、短距离结构（如支线管道）

调节能力

可控制电位和电流

不可调节（依赖阳极自身特性）

寿命

主机寿命 10~15 年（易损件可更换）

3~20 年（取决于阳极消耗速度）

初期成本

较高（设备 + 安装）

较低

运行成本

电费 + 维护费

几乎无（仅需定期更换阳极）