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根據(jù)混合電位的理論，金屬表面上局部陽極和局部陰極通過各自的極化而匯聚至一個共同的混合電位，即金屬的自腐蝕電位，此時局部陽極的氧化反應速度與局部陰極的還原反應速度相等，即等于金屬的自腐蝕電流。當陰極極化至任意電位時的外加電流，都與此時極化后的局部陰極的還原反應電流與局部陽極氧化反應的電流之差相等。當陰極極化使金屬電極電位負移至局部陽極反應的平穩(wěn)電位時，外加極化電流幾乎就等于局部陰極電流，因為此時的局部陽極電流已可予以忽略不計，當然此時鐵上腐蝕也就被完全抑阻了，即獲得了完全陰極保護。
為了實現(xiàn)陰極保護，我們可以采用犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護兩種方法來實現(xiàn)的。兩種方法的保護原理相同，只是提供陰極電流的方式不同，并且設備裝置和技術(shù)要求都不同。
外加電流陰極保護的方法是通過外加直流電源以及輔助陽極，迫使電流從土壤中流向被保護金屬，使被保護金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境來實現(xiàn)的。外加電流陰極保護要應用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu)，例如：長輸埋地管道，大型罐群等。
犧牲陽極陰極保護方法是將電位更負的金屬與被保護金屬連接，并處于同一電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護金屬上去，使整個被保護金屬處于一個較負的相同的電位下。目前，電化學保護發(fā)出應用除海水或河道中鋼鐵設備的保護外，還應用于防止電纜、石油管道、地下設備和化工設備等的腐蝕。犧牲陽極埋設有立式和臥式兩種，埋設位置分軸向和徑向其在管道的分布宜采用單支或集中成組兩種方式。陽極與管道的距離，一般情況下陽極埋設位置應距管道3～5m， 小不宜小于0.3m，成組埋設時，陽極間距以2～3m為宜。
由于陽極位置的選擇直接關系著陰極保護的效果，所以輔助陽極在陰極保護系統(tǒng)中的作用是毋庸置疑的。通常情況下，管道陰極保護只有一組陽極地床，且它與管道的垂直距離都在數(shù)百米以上，同時與管道之間也沒有屏蔽物體。因站區(qū)內(nèi)保護體較多，分布范圍較小，使區(qū)域性的陰極保護較為復雜的，若要減少被保護體之間的相互屏蔽，使被保護體的電位能夠均勻分布，就必須設多組陽極，而陽極的位置重要性也凸顯出來。在已經(jīng)運行的站區(qū)陰極保護系統(tǒng)中，曾有過因選位存在無法克服的問題，令有的陽極床至今未能投入運行。因此，在設計過程中，不僅要考慮保護體間的屏蔽及電位均衡問題，而且還應考慮保護體的絕緣情況， 好是在進行模擬實驗后，通過計算來準確確定輔助陽極的位置。
