某城市基建埋地管道铺设后，采用了外接电源阴极保护的方式来为管道提供腐蚀防护。在阴极保护系统的运行管理中，断电电位是评价保护效果最直接的关键指标，而腐蚀速率则是反映保护效果最直观的定量参数。如何在实际工程中准确获取这两个参数，并通过数据联动分析判断保护系统的运行状态，是阴极保护工程长期关注的课题。

本文基于某市埋地管道阴极保护监测项目，采用CST630C阴极保护智能监测仪与ER腐蚀探头，对管道电位、腐蚀速率及土壤环境参数进行了为期半年的连续监测，重点分析ER腐蚀探头在阴极保护效果评估中的具体应用，以及电位、腐蚀速率与土壤环境参数之间的关联性，以期为同类工程提供参考。

01 阴极保护监测的技术原理

在阴极保护过程中，阴极保护电位（即管道通电电位）和断电电位可直接反映阴极保护的效果与稳定性。在常规测量中，参比电极与管道之间的土壤电阻会产生压降，导致通电电位无法真实反映管道表面的实际保护电位。断电电位通过在阴极保护电源断开后的极短时间内测得，此时土壤电阻上几乎无电流通过，无压降产生，因此能够更真实地反映管道金属表面的实际保护电位，是评估阴极保护有效性最直接、最关键的指标。工程实践中常以断电电位是否达到-0.85 V（相对于CSE）作为判断保护充分性的标准。此外，断电电位的稳定性亦可反映外加电流系统的运行状态及土壤环境的均匀性。

02 CST630C监测仪与ER腐蚀探头

在本项目中，采用了CST630C阴极保护智能监测仪对管道电位、腐蚀速率等腐蚀参数进行监测。CST630C监测仪集成了保护电位监测、腐蚀监测、土壤环境监测等功能，对阴极保护参数进行可用于有无阴保状态下埋地管道各项参数的在线监测、实时监测和数据记录，并可通过无线网络将数据上传到云端服务器，实现数据的智能化采集、分析和管理。

图1 CST630C阴极保护智能监测仪

阴极保护监测仪采用圆柱形设计可固定安装于测试桩内。所配置的ER腐蚀探头则采用双通道设计，探头采用埋地管道相同的材质，防水结构设计，可直接埋入需要监测的管道附近，其中一通道与受保护金属结构实现电连接，另外一通道处于自然腐蚀状态。远程测量受阴极保护前后管道腐蚀速率，实现对阴极保护效果的实时检验，避免了传统上采用失重埋片法的繁琐过程。同时，ER探头上配置了同材质失重埋片，该埋片不接入阴极保护，通过测试其电位及后期分析失重数据，可获得管道同材质埋片的自腐蚀电位及腐蚀速率，与ER腐蚀探头相互校核，确保数据的准确性。

图2 ER腐蚀探头

03 现场应用

现场将CST630C布置在监测桩内，并配置相应的供电通讯系统。测试桩、参比电极、ER腐蚀探头等布置于埋地管道附近。监测仪通过无线通讯模块将监测数据实时上传至监测网站，自1月份稳定运行至今。

现场布置示意图如下图：

图3 阴极保护监测仪布置示意图

测试桩上方安装了太阳能供电系统以及无线通讯天线，CST630C监测仪以及无线通讯模块安装于测试桩内，参比电极与ER腐蚀探头埋入管道附近的土壤中，并通过通讯线与桩内监测仪相连，监测仪同时引出一根线缆与管道连接，由此将监测仪与管道、参比电极和ER探头连接为一个完整的监测系统。监测仪采集到的数据通过通讯模块进行无线传输至云存储端，并通过服务器将数据传输至监测网站，用来进行实时查看。

04 数据解析 

对2026年1月至今的阴极保护监测仪的数据进行了分析，并结合各项数据之间的关系推测导致数据变化的原因。

（1）监测电位数据如下：

图4 保护电位监测数据

管道通电电位与断电电位均处于上升趋势，可能与现场保护电源设置或土壤环境有关。结合下面土壤温度的持续上升，根据电位相关方程：

温度上升会导致电位上升，由此可以推断电位上升为土壤温度上升导致。

断电电位始终处于-0.8V以下，最高接近-0.85V，表明阴极保护施加始终达到了保护效果。断电电位与通电电位之间压降始终处于0.4V左右，表明土壤电阻未发生较大变化，与下面的土壤电阻率未发生较大变化对应。

（2）腐蚀监测数据如下：

图5 腐蚀速率监测数据

管道受阴极保护后的腐蚀速率以及无阴极保护下的自腐蚀速率数据如图，可以发现阴极保护电位明显低于自腐蚀电位，表明外加电源阴极保护明显抑制了管道的腐蚀，有效保护了管道降低了腐蚀速率。在3月末后腐蚀速率出现增大趋势，结合下面土壤温度的上升趋势，温度上升会增大反应速率，由此可推断是土壤温度上升导致的腐蚀速率增大。

（3）土壤环境监测数据如下：