化学工业出版社，2026年9月
内容简介
书中前瞻性地探讨了人工智能、大数据、物联网等新兴技术与阴极保护的融合前景，旨在为行业决策、技术创新和工程实践提供权威的现状依据与发展指引，面向腐蚀防护科研人员、阴极保护工程设计与施工从业者、各类基础设施运维管理人员、装备制造企业技术人员、行业标准研究人员，同时可供高校材料腐蚀、油气储运、土木工程、船舶与海洋工程等相关专业师生参考。
金属电化学腐蚀是贯穿工业文明与基础设施建设全过程的共性难题，亦是全球资产损耗、安全事故与生态风险的重要诱因。自1824年戴维首次提出阴极保护原理以来，历经两个世纪的技术演进，牺牲阳极、外加电流两大核心技术体系日趋成熟，已广泛应用于各类关键基础设施领域，成为保障设施全生命周期安全、延长服役寿命的核心技术支撑，其应用成效直接关乎能源保供、城市运行、海洋工程安全与重大资产保值增值。
随着我国新型基础设施建设提速、油气管网规模化延展、海洋强国战略深化、工业绿色低碳转型推进，以及核电、新能源等新兴领域的快速发展，阴极保护行业迎来市场扩容、应用场景拓展与技术升级的双重发展窗口期。从长输管道、油气田、燃气管网、储罐场站，到船舶、海上风电、海洋石油平台、海底管道，再到钢筋混凝土结构、核电设施，阴极保护技术的应用场景已实现多行业、全领域覆盖，形成了多元化、规模化的应用格局；同时，阴极保护核心工艺、材料、监测技术持续迭代，智能控制、数值模拟、人工智能等新技术与行业的融合日益深入，推动行业逐步向精细化、智能化、绿色化转型。
2023年12月，中国腐蚀与防护学会阴极保护技术专业委员会（简称阴保专委会）正式成立。首届专委会由冯庆善出任主任委员、杜艳霞担任秘书长，搭建起贯通产学研用的阴极保护专业技术工作体系。2024年初，阴保专委会通过调研征集行业诉求，发现梳理行业发展现状与现存痛点是业内首要需求。为此，阴保专委会由秘书长杜艳霞统筹牵头，邀请25位各领域权威专家分领各板块撰写任务，汇集200余名一线行业技术专家共同参与，编撰完成《阴极保护行业现状与发展报告：技术全景、问题剖析与前沿展望》。全书系统梳理行业应用现状与核心技术成果，深度剖析发展瓶颈、预判产业前沿趋势，为阴极保护行业高质量发展提供专业支撑。
本书严格遵循“应用现状—核心技术—问题剖析—前沿展望”的逻辑脉络，分为两大部分核心内容，覆盖阴极保护行业全领域、全链条，各章节均由对应领域专家牵头主导编撰，确保内容的专业性、针对性与实用性。
第1部分聚焦“行业应用现状”，包括第1章～第9章，全面覆盖阴极保护技术的主流应用领域，逐一梳理各行业应用实况与现存问题：由胡亚博、毕武喜专家牵头，阐述长输管道行业阴极保护技术的应用现状及存在问题；由张国庆专家牵头，探讨海洋石油平台、海底管道及水下设施阴极保护的应用要点与现存挑战；由唐德志专家牵头，剖析油气田领域阴极保护的应用现状与痛点；由侯健专家牵头，梳理船舶阴极保护技术的发展现状与待解难题；由王廷勇、于江水、王辉专家牵头，探讨海上风电及其他海工设施阴极保护的技术现状与改进方向；由邢琳琳、李立冬、王飞专家牵头，总结燃气管网阴极保护的应用经验与现存不足；由谷丰专家牵头，详解阴极保护技术在储罐外底板与内壁的应用，以及储罐外底板阴极保护修复技术的发展情况；由胡卫兵、吴玉友专家牵头，分析钢筋混凝土结构阴极保护的发展状况与突出问题；由刘洪群、章强专家牵头，梳理核电行业阴极保护的应用现状与优化路径，全面呈现阴极保护技术在各行业的应用全景。
第2部分聚焦“核心工艺、材料与参数”，包括第10章～第16章，深入挖掘阴极保护行业的核心技术体系，剖析技术发展瓶颈与前沿方向：由马力、冯海星专家牵头，总结阴极保护阳极材料的发展现状与存在问题；由刘国专家牵头，探讨阴极保护参数与有效性测试评价技术的发展进展与改进空间；由杜艳霞专家牵头，研究交直流杂散电流腐蚀机理、评判指标与控制技术的现状及现存难题；由董亮、姜子涛专家牵头，梳理阴极保护及杂散电流数值模拟技术的发展现状与优化方向；由王修云专家牵头，分析外腐蚀数据对齐分析及综合评判的发展现状与存在问题；由孙勤、高桂飞专家牵头，阐述阴极保护远程监测与智能控制技术的发展现状与应用前景；由卢新鹏专家牵头，展望人工智能（AI）技术在阴极保护行业的应用潜力，全面展现行业核心技术的发展水平与革新方向。
本报告在中国腐蚀与防护学会的直接指导、统筹与支持下编撰完成，是学会助力阴极保护领域高质量发展的一项重要成果。全书兼顾学术理论、工程实操与产业宏观视角，整合了各领域的前沿研究成果、一线工程实践经验与行业调研数据，内容全面、逻辑严谨、数据翔实、观点客观，面向腐蚀防护科研人员、阴极保护工程设计与施工从业者、各类基础设施运维管理人员、装备制造企业技术人员、行业标准研究人员，同时可供高校材料腐蚀、油气储运、土木工程、船舶与海洋工程等相关专业师生参考。
本书立项编撰期间，得到中国腐蚀与防护学会李晓刚理事长、程学群秘书长、杨帆副秘书长及阴保专委会冯庆善主任的大力支持。初稿完成后，孙明先、葛艾天、刘国等业内专家认真审阅书稿，并提供了宝贵的修改建议，在此深表谢意。谨向所有参与本书编写、为出版工作辛勤付出的各界人士致以诚挚感谢！期望本书全面展现阴极保护行业发展现状与技术全貌，为行业技术提升、工程优化、产业升级提供参考，助力解决各类工程应用难题，推动阴极保护技术朝着智能、绿色、国产、长效方向发展。
在编撰过程中，各位编者参阅国内外大量文献、国标行标规范、工程案例报告与产业调研资料，力求全面呈现行业发展全貌，但囿于学识与行业发展动态更新较快，书中难免存在不足之处，恳请广大读者、行业专家批评指正。
中国腐蚀与防护学会阴极保护专委会
第1章 长输管道阴极保护技术应用现状及存在问题 001
1.1 阴极保护技术概述与发展历程 002
1.1.1 阴极保护基本原理 002
1.1.2 阴极保护在长输管道中的应用背景与必要性 003
1.1.3 我国长输管道阴极保护发展历程及里程碑事件 004
1.1.4 当前行业主流技术标准与规范 006
1.2 长输管道阴极保护技术应用现状 008
1.2.1 线路阴极保护现状 008
1.2.2 站场区域阴极保护现状 009
1.2.3 智能监测技术现状 012
1.2.4 冻土区阴极保护技术 015
1.3 当前技术应用中的主要问题与挑战 019
1.3.1 设备设施故障问题 019
1.3.2 技术瓶颈问题 020
1.3.3 阴极保护精细化管理能力有待提高 020
1.3.4 智能采集在不同区域环境下达标标准缺失 021
1.4 未来发展方向与改进建议 022
1.4.1 技术创新 023
1.4.2 管理优化 024
1.4.3 政策与行业协同 025
1.5 技术发展与展望 026
第2章 海洋石油平台、海底管道及水下设施阴极保护技术应用现状及存在问题 029
2.1 海洋石油领域阴极保护技术应用现状 030
2.2 海洋石油平台阴极保护技术应用现状及存在问题 031
2.2.1 固定式导管架阴极保护技术应用现状及存在问题 031
2.2.2 海洋平台浮式结构阴极保护技术应用现状及存在问题 032
2.2.3 海洋石油平台阴极保护后调查 035
2.3 海底管道阴极保护技术应用现状及存在问题 036
2.3.1 浅水海底管道阴极保护技术应用现状及存在问题 036
2.3.2 深水海底管道阴极保护技术应用现状及存在问题 039
2.3.3 钢悬链立管阴极保护技术应用现状及存在问题 040
2.3.4 挠性海管阴极保护技术应用现状及存在问题 041
2.4 水下设施阴极保护技术应用现状及存在问题 041
2.4.1 浅水水下设施阴极保护技术应用与挑战 041
2.4.2 泥面下设施阴极保护技术应用与挑战 042
2.4.3 深水水下设施阴极保护技术应用与挑战 042
2.4.4 主要建议及技术挑战 043
2.5 牺牲阳极的质量分析 044
2.5.1 牺牲阳极质量控制过程分析 044
2.5.2 常见牺牲阳极质量问题 045
2.6 牺牲阳极检验 046
2.6.1 牺牲阳极的检验 046
2.6.2 ICCP系统辅助阳极的检验 047
2.7 腐蚀完整性管理 048
2.7.1 完整性管理在役设施现状及风险 048
2.7.2 阴极保护延寿修复方法 048
2.7.3 典型案例分析：CIM框架下的CP失效与改进 049
2.8 技术发展与展望 050
第3章 油气田阴极保护技术应用现状和存在问题 053
3.1 油气集输和处理工艺简介 054
3.1.1 油田集输工艺 054
3.1.2 气田集输与处理工艺 059
3.2 油气田管道阴极保护技术应用现状 061
3.2.1 油田集输管道阴极保护技术应用现状 061
3.2.2 气田集输管道阴极保护技术应用现状 064
3.2.3 净化油气管道阴极保护技术应用现状 070
3.2.4 国外油气田阴极保护技术应用现状 072
3.3 油气田站场阴极保护技术应用现状 074
3.3.1 油气田站场区域阴极保护技术应用现状 074
3.3.2 站内管道和设备内壁阴极保护技术应用现状 078
3.3.3 储气库区域阴极保护技术应用现状 080
3.4 油气田井套管阴极保护技术应用现状 081
3.4.1 牺牲阳极阴极保护在国内油套管的应用现状 082
3.4.2 外加电流阴极保护在国内油套管的应用现状 082
3.5 油气田管道杂散电流干扰现状 085
3.5.1 抽油机配电柜漏电引起直流干扰 085
3.5.2 含水管道绝缘接头内壁干扰 088
3.6 海洋工程阴极保护技术应用现状 089
3.6.1 导管架 089
3.6.2 海底管道 096
3.7 油气田阴极保护技术存在问题及发展趋势 098
3.7.1 集输管网区域阴极保护 098
3.7.2 保温管道阴极保护 099
3.7.3 高含水管道内壁阴极保护和杂散电流干扰 100
3.7.4 井套管阴极保护 100
3.7.5 海洋工程阴极保护 100
3.7.6 应用需求 101
第4章 船舶阴极保护技术发展现状与存在问题 103
4.1 船舶牺牲阳极阴极保护 105
4.1.1 船体牺牲阳极保护 105
4.1.2 船舶压载舱的阴极保护 107
4.1.3 船舶海水管路系统的阴极保护 112
4.2 船舶外加电流阴极保护 116
4.2.1 外加电流阴极保护系统组成 116
4.2.2 外加电流阴极保护设计与应用 126
4.3 船舶阴极保护技术存在问题与发展趋势 129
4.3.1 船舶阴极保护存在问题 129
4.3.2 船舶阴极保护技术发展展望 133
第5章 海上风电及其他海工设施钢构基础阴极保护技术现状及存在问题 137
5.1 概述 138
5.1.1 海上风电基础结构形式 138
5.1.2 码头钢桩等港工设施 141
5.2 海上风电及其他海工设施钢构基础阴极保护技术现状 142
5.2.1 海上风电基础阴极保护设计原则及参数 142
5.2.2 牺牲阳极在海上风电基础结构阴极保护的应用 145
5.2.3 外加电流阴极保护技术在海上风电钢构基础上的应用 150
5.2.4 阴极保护监检测技术在海上风电基础结构上的应用现状 157
5.2.5 码头钢桩等其他海工设施阴极保护 158
5.3 存在问题与发展趋势 161
5.3.1 存在问题 161
5.3.2 发展趋势 162
第6章 燃气管网阴极保护技术应用现状和存在问题 165
6.1 概述 166
6.1.1 背景与意义 166
6.1.2 编写方法与数据来源 167
6.2 燃气管网阴极保护技术应用发展历史 168
6.2.1 早期技术应用与探索（20世纪70年代末—90年代初） 168
6.2.2 关键技术突破节点（20世纪90年代—21世纪初） 170
6.2.3 技术标准化进程（21世纪初至今） 171
6.2.4 现阶段技术应用情况 174
6.3 燃气管网常用阴极保护技术 175
6.3.1 燃气管网阴极保护技术主要特点 175
6.3.2 外加电流技术 176
6.3.3 牺牲阳极技术 178
6.4 燃气管网阴极保护检测与监测技术实践 189
6.4.1 常用检测技术手段及原理 189
6.4.2 在线监测系统的构建与应用 191
6.4.3 检测监测数据的分析与评估要点 193
6.5 燃气管网阴极保护标准现状及存在问题分析 195
6.5.1 现状分析 195
6.5.2 标准现状问题分析 197
6.5.3 标准建议 198
6.6 燃气管网阴极保护应用案例 199
6.6.1 外加电流技术应用案例 199
6.6.2 牺牲阳极技术应用案例 204
6.7 未来发展趋势 204
6.7.1 城市管网阴极保护技术现存问题及改进建议 204
6.7.2 城市管网阴极保护行业前沿技术与发展方向 207
第7章 储罐内外加电流阴极保护及储罐外底板阴极保护修复技术现状及存在问题 211
7.1 储罐板阴极保护技术的应用概述 212
7.1.1 国内储罐阴极保护技术应用情况 212
7.1.2 海外油储罐的阴极保护技术应用情况 214
7.1.3 阴极保护面临的挑战 215
7.2 储罐外底板阴极保护 216
7.2.1 储罐外底板的国内外标准规范对比 216
7.2.2 影响储罐外底板阴极保护效果的因素 217
7.2.3 储罐外底板阴极保护的典型设计方案 219
7.2.4 储罐外底板阴极保护的施工注意事项 222
7.3 储罐内壁阴极保护 224
7.3.1 储罐内壁阴极保护方法 225
7.3.2 储罐内壁阴极保护的典型设计方案 226
7.4 储罐外底板阴极保护失效及修复技术分析 231
7.4.1 储罐阴极保护常见的问题 231
7.4.2 储罐边缘板防水 232
7.5 储罐阴极保护技术存在问题与发展展望 235
7.5.1 储罐阴极保护技术存在问题 235
7.5.2 储罐阴极保护技术发展展望 236
第8章 钢筋混凝土阴极保护技术应用发展状况及存在问题 239
8.1 概述 240
8.1.1 研究背景与意义 240
8.1.2 钢筋混凝土腐蚀的类型 240
8.1.3 钢筋混凝土阴极保护原理及类型 241
8.2 钢筋混凝土外加电流阴极保护技术发展状况及问题 242
8.2.1 国外应用发展及问题 242
8.2.2 国内应用发展及问题 249
8.3 钢筋混凝土牺牲阳极阴极保护技术发展状况及问题 254
8.3.1 国外应用发展及问题 254
8.3.2 国内应用发展及问题 260
8.4 钢筋混凝土阴极保护技术存在问题与发展趋势 262
8.4.1 钢筋混凝土阴极保护技术存在问题 262
8.4.2 钢筋混凝土阴极保护技术发展趋势 262
第9章 核电行业阴极保护技术应用现状及存在问题 265
9.1 核电行业阴极保护技术应用现状 266
9.1.1 核电站阴极保护技术应用场景 266
9.1.2 核电站阴极保护技术采用标准 269
9.1.3 核电站阴极保护系统运维与管理 269
9.2 核电厂海水系统阴极保护技术典型应用及存在问题 270
9.2.1 取水头部、粗格栅、细格栅、闸门 270
9.2.2 细滤网 270
9.2.3 二次滤网 275
9.2.4 凝汽器水室 276
9.2.5 海水管道 278
9.2.6 牺牲阳极 280
9.3 核电厂阴极保护技术的其他应用情况 281
9.3.1 土壤环境阴极保护技术 281
9.3.2 钢筋混凝土阴极保护技术 282
9.4 核电行业阴极保护技术发展展望 282
第10章 阴极保护阳极材料发展现状与存在问题 285
10.1 牺牲阳极材料 286
10.1.1 镁合金牺牲阳极 286
10.1.2 锌合金牺牲阳极 289
10.1.3 铝合金牺牲阳极 292
10.1.4 铁合金牺牲阳极 298
10.2 辅助阳极材料 299
10.2.1 高硅铸铁 299
10.2.2 铂复合阳极 304
10.2.3 钛基金属氧化物阳极 306
10.3 阳极材料存在问题及发展趋势 310
10.3.1 牺牲阳极材料存在问题及发展趋势 310
10.3.2 辅助阳极材料存在问题及发展趋势 311
第11章 阴极保护有效性测试评价技术发展现状与存在问题 313
11.1 阴极保护有效性测试评价技术的主要内容 314
11.2 阴极保护准则的发展现状与问题 315
11.2.1 我国阴极保护准则的发展历程 316
11.2.2 国内外阴极保护主要标准介绍 317
11.2.3 保护准则中的突出共性问题 319
11.3 腐蚀速率测试方法的发展现状与存在问题 320
11.3.1 离线检测技术 320
11.3.2 在线监测技术 321
11.3.3 技术发展现状与难点 321
11.4 断电电位测试技术的现状与存在问题 322
11.4.1 阴极保护试片 322
11.4.2 动态直流干扰下的有效性评价 324
11.4.3 阴极保护电源的响应对通断电位测试的影响 324
11.4.4 固态去耦合器对通断电位测试的影响 325
11.4.5 站场区域阴极保护电位的测试 327
11.4.6 智能测试桩 328
11.4.7 定向钻与大埋深段的电位测试 329
11.4.8 屏蔽现象对电位测试的影响 330
11.4.9 海底管道的密间隔电位测试 331
11.5 阴极保护有效性测试评价技术存在的问题总结与发展趋势 332
11.5.1 阴极保护有效性测试评价技术存在的核心问题 332
11.5.2 阴极保护有效性测试评价技术的未来发展趋势 336
第12章 交直流杂散电流干扰与防护发展现状及存在问题 343
12.1 直流杂散电流干扰与防护 345
12.1.1 概述 345
12.1.2 直流杂散电流的形成机制及危害 345
12.1.3 地铁动态直流杂散电流干扰研究现状 352
12.1.4 高压直流干扰研究现状 365
12.1.5 直流杂散电流干扰腐蚀评价标准发展 368
12.1.6 直流杂散电流干扰防护技术 374
12.2 交流杂散电流干扰与防护 377
12.2.1 概述 377
12.2.2 交流干扰的形成机制及危害 378
12.2.3 稳态交流腐蚀规律与机制研究 382
12.2.4 动态交流腐蚀规律与机制研究 390
12.2.5 交流腐蚀评判标准发展 394
12.2.6 交流杂散电流干扰防护技术 396
12.3 交直流混合干扰问题 398
12.3.1 交直流混合干扰腐蚀规律及评判存在问题 399
12.3.2 交直流混合干扰腐蚀防护存在问题 399
12.4 交直流杂散电流干扰研究存在问题与发展趋势 400
12.4.1 交直流杂散电流干扰面临的问题 400
12.4.2 交直流杂散电流干扰发展趋势 402
第13章 阴极保护及杂散电流数值模拟技术发展现状及存在问题 405
13.1 阴极保护数值模拟技术发展现状及存在问题 406
13.1.1 阴极保护数值模拟基本原理 406
13.1.2 应用现状及应用案例 421
13.1.3 存在问题及发展趋势 466
13.2 直流杂散电流数值模拟技术发展现状及存在问题 468
13.2.1 直流干扰数值模拟基本原理 468
13.2.2 应用现状及应用案例 472
13.2.3 存在问题及发展趋势 492
13.3 交流杂散电流数值模拟技术发展现状及存在问题 493
13.3.1 交流干扰数值模拟基本原理 493
13.3.2 应用现状及应用案例 505
13.3.3 存在问题及发展趋势 516
13.4 总结与展望 517
第14章 外腐蚀数据对齐分析及综合评判发展现状与存在问题 521
14.1 外腐蚀数据对齐分析的国内外发展现状 522
14.1.1 外腐蚀数据现状 522
14.1.2 数据对齐技术现状 526
14.1.3 数据对齐方法应用案例 530
14.1.4 数据对齐关键问题与挑战分析 534
14.2 外腐蚀数据综合评判技术国内外发展现状 536
14.2.1 外腐蚀数据综合评判国内外标准现状（腐蚀项目标准） 536
14.2.2 外腐蚀数据综合评判国内外技术发展现状 540
14.3 外腐蚀数据对齐分析及综合评判存在问题及展望 546
14.3.1 外腐蚀数据对齐分析及综合评判存在的主要问题分析 546
14.3.2 未来发展趋势与展望 546
第15章 阴极保护远程监测与智能控制技术发展现状与存在问题 549
15.1 概述 550
15.1.1 阴极保护远程监测技术应用背景与意义 550
15.1.2 阴极保护智能控制技术应用背景与意义 551
15.2 国内外发展现状 551
15.2.1 阴极保护远程监测技术国内外发展现状 551
15.2.2 阴极保护智能控制技术国内外发展现状 559
15.2.3 阴极保护远程监测及智能控制国内外标准现状 561
15.3 阴极保护远程监测与智能控制系统架构 562
15.3.1 阴极保护远程监测系统总体架构 562
15.3.2 阴极保护智能控制系统（模块）架构 563
15.4 阴极保护远程监测终端 563
15.4.1 阴极保护远程监测终端类型及性能 563
15.4.2 阴极保护远程监测终端设计要点 573
15.5 阴极保护智能控制技术 574
15.5.1 阴极保护智能控制方法 574
15.5.2 数据分析方法 575
15.5.3 阴极保护智能控制设计要点 577
15.6 阴极保护智能监控系统软件 579
15.6.1 阴极保护远程监测系统软件 579
15.6.2 系统软件架构 579
15.6.3 系统软件功能 580
15.6.4 阴极保护远程监测通信协议 582
15.6.5 系统集成及兼容性 583
15.6.6 系统信息安全 583
15.7 典型应用案例 583
15.7.1 站场区域阴极保护远程监测及智能控制应用案例 583
15.7.2 线路阴极保护智能控制应用案例 584
15.7.3 大型海洋导管架阴极保护智能控制应用案例 587
15.8 阴极保护远程监测与智能控制技术存在的问题及发展趋势 589
15.8.1 存在的问题及对策 589
15.8.2 发展趋势 590
第16章 人工智能（AI）技术在阴极保护行业的应用前景 593
16.1 智能检测与巡检 596
16.1.1 检测设备的智能化升级（AI+检测设备） 596
16.1.2 AI助理赋能现场巡检（语音/图像辅助） 597
16.1.3 数据实时分析与异常识别 597
16.2 智能监测与状态评估 598
16.2.1 数据清洗与去噪：提升数据质量与一致性 598
16.2.2 自动识别欠保护与过保护：减少人工判读依赖 599
16.2.3 趋势分析与异常识别：提前介入腐蚀风险 599
16.2.4 AI赋能典型应用案例 599
16.2.5 从“读数”到决策：完整性管理的中枢工具 600
16.3 智能预测与运维管理 600
16.3.1 AI预测阴极保护参数趋势与寿命评估 600
16.3.2 启示借鉴：从AlphaFold看预测性建模路径 601
16.3.3 AI在腐蚀生命周期建模中的价值 602
16.3.4 AI驱动的智能运维管理实践 603
16.3.5 国际油气行业的研究与应用趋势 604
16.3.6 预测与运维联动提升完整性管理的综合效益 605
16.4 发展展望 606
16.4.1 领域大模型本地部署与私有知识微调 606
16.4.2 智能体系统协同作业 607
16.4.3 数字孪生平台与动态腐蚀演化仿真 607
16.4.4 跨模态感知与决策 608
16.4.5 增强现实（AR）与虚拟现实（VR）的应用 608
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腐蚀与“海上丝绸之路”