恒电位仪是阴极保护技术的核心设备，主要用于通过施加外部电流或电位，控制金属结构的电位在安全范围内，从而抑制电化学腐蚀，延长其使用寿命。其应用覆盖石油、天然气、化工、海洋工程、市政供水等领域，是保护埋地管道、储罐、桥梁、船舶等金属结构的关键工具。

一、核心作用：抑制金属腐蚀

1. 电化学腐蚀原理
2. 金属腐蚀的本质是电化学反应：金属（如铁）失去电子被氧化（Fe → Fe²⁺ + 2e⁻），而环境中的氧化剂（如氧气、水）获得电子被还原（O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻）。这一过程导致金属结构逐渐损耗，甚至失效。
3. 阴极保护原理
4. 恒电位仪通过向被保护金属（阴极）施加外部电流，使其电位负移至免蚀区（如-0.85V至-1.20V vs. 铜/硫酸铜参比电极）。此时：

• 金属表面电子富集，抑制氧化反应（Fe²⁺生成）。
• 腐蚀电流被外部保护电流抵消，实现“零腐蚀”或极低腐蚀速率。

二、恒电位仪的核心功能

1. 高精度电位控制

• 控制精度：≤±5mV（部分型号达±1mV），确保电位波动极小，避免过保护（电位过低导致氢脆）或保护不足（电位过高腐蚀加速）。
• 动态调节：采用PID算法实时响应环境变化（如土壤电阻率波动、雷击干扰），调整输出电流/电压。

1. 多模式智能切换

• 恒电位模式：正常工况下保持电位恒定，覆盖90%以上运行场景。
• 恒电流模式：参比电极失效时自动切换为恒定电流输出，确保保护不中断。
• 通断控制模式：支持通12秒、断3秒设置，用于断电电位测量，评估保护效果。

1. 远程监控与数据分析

• 通信支持：4G/5G/NB-IoT多模通信，实现云端实时调控与数据回传。
• AI预测维护：通过分析电流波动趋势，提前预警阳极消耗、电缆故障等问题，降低运维成本。

三、技术优势与经济价值

1. 延长设备寿命

• 阴极保护可使金属结构寿命延长3-10倍，减少更换成本。例如，某输气管道应用后，30年内节省管道更换费用超2亿元。

1. 降低运维成本

• 恒电位仪自动化运行减少人工巡检频率，远程监控功能降低现场维护需求。某储罐群项目应用后，年维护人力成本从80万元降至12万元。

1. 保障安全与环境

• 防止管道泄漏、储罐穿孔等事故，避免环境污染与人员伤亡。例如，某海洋平台应用阴极保护后，未发生因腐蚀导致的停产事故。