1.管道表面的陰極和陽極

管道埋地后，受管道沿線土壤性質及環境差異的影響，管道表面各點電位存在差異。電位較負的位置為陽極，發生腐蝕;電位較正的部位為陰極，腐蝕得到抑制。陰極和陽極之間的電流稱為腐蝕電流。

2.陰極保護指標

如圖2-1所示，在管道表面眾多陽極中，總會有一個位置，這里的電位最負。如果能夠讓其他部位的電位負向偏移，都達到該電位，則管道表面各點之間將沒有電位差，沒有陽極，不再有腐蝕電流。通常把金屬表面最負的陽極電位定義為陰極保護最小保護指標。

  由于管道埋地后，各部位的電位都要發生變化(極化)，如圖2-2所示，所以從地表無法測量到某個陽極或某個陰極的電位，能夠測量到的是很多陰極和陽極的綜合電位，稱之為自然電位或腐蝕電位。

  金屬結構的自然電位以及最負的陽極電位會隨環境而變化經過多年的研究與實踐，發現碳鋼結構不論在何種環境下，最負的陽極電位不會比-0.85V、更負，所以把-0.85V..定義為碳鋼結構的最小保護電位。通過研究還發現，金屬的自然電位和其最負的陽極電位之間的差值小于100mV，也就是說，從自然電位的基礎上，電位負向偏移100mv，結構的電位就已經比最負的陽極電位還負。所以，100mV陰極極化指標也是工程上經常采用的最小陰極保護指標。一般情況下，滿足100mV陰極極化指標需要的

電流要小于滿足-850my，最小指標所需要的電流量。

3.管地電位測量回路中土壤的 IR 降

  在管地電位測量過程中，經常是把參比電極放在地表面，通過測試樁測量管道的電位，如圖2-3所示。管道埋地后，在陰極保護電源開啟之前測量到的管地電位為自然電位V。如果將管道金屬與土壤接觸面形成的雙電層假設成一個充電電池，那么該電位就是電池的殘壓。陰極保護電源開啟后，電流經土壤流向管道，給該電池充電，該電池電壓也會逐步增大，假設該電壓增大了 AE，則把 AE稱為陰極極化。電池充滿電后的電壓稱為極化電位E。AE可以通過極化電位減去自然電位來計算。

  由于陰極保護電流在向管道流動過程中會經過土壤，而土壤具有電阻，把陰極保護電流在土壤中產生的電壓降定義為R降。電壓表的電壓讀數為通電電位，含有土壤中的電壓降(R降)和極化電位。為了消除通電電位中的IR降，通常采用瞬時斷電的方式。斷電瞬間，由于電流為零，則IR降也為零，把此時讀到的電位稱為瞬時斷電電位V，數值上等于極化電位E,。當管道受雜散電流于擾時，因為雜散電流沒辦法中斷，所以不能用斷電法測量管道極化的電位。

4.管地電位測量回路中導線的 IR 降

  如果測量導線中有電流流動，如圖2-4所示，也會給測量的電位帶來誤差。眾所周知，恒電位儀面板上的陰極線和零位接陰線都是連接管道的，既然都是連接管道，為什么不能把陰極線作為測量線呢?就是因為陰極線中有電流流動，會給測量結果帶來誤差。

  假設恒電位儀輸出電壓為8V，輸出電流為3A，在零位接陰與參比電極之間測量到的管地電位為-1350mv，在陰極電纜與參比電極之間測量到的電位是-1800my.，銅芯電纜截面積為16mm?，計算陰極電纜的長度是多少?

  陰極電纜上測量到的電位與零位接陰電纜測量到的管地電位差值450mV是由陰極電纜上的電壓降造成的。已經知道了陰極電纜的電壓降和電流，可以計算陰極電纜的電阻值，又知道陰極電纜的截面積，根據公式R=P--(銅的電阻率為1.72x10-Ω·cm很容易計算出陰極電纜線的長度是139m。所以，當電纜線中有電流流動時，不能作為電位測量線，如犧牲陽極與管道的連線以及管道之間的均壓線(跨接線)，如果將它們作為管地電位測量線，將會給測量結果帶來誤差。

5.管地電位之間的關系

  陰極保護中各電位之間的關系如圖2-5所示。通電電位等于自然電位加極化偏移及R降。通電電位減去極化電位(斷電電位)等于降，極化電位減去自然電位等于極化偏移

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

6.防腐層漏點 IR 降范圍

  如圖2-6所示，95%的IR降發生在10倍的漏點直徑范圍之內，所以，通常的近參比法不會減小通電電位讀數中的R降。只有當參比電極靠近防腐層缺陷點時，才能有效地減小土壤中IR降。與參比電極之間電阻最小或電位更高的防腐層缺陷點對電壓表讀數影響最大。