陰極保護系統(tǒng)的核心原理是干預金屬的電化學腐蝕過程，通過外部手段將被保護金屬結構整體變?yōu)楦g電池中的“陰極”，從而阻止其發(fā)生氧化腐蝕。
金屬腐蝕的本質(zhì)是自發(fā)的電化學過程：當金屬處于電解質(zhì)環(huán)境（如土壤、水、海水）中時，會形成無數(shù)微小的“腐蝕電池”——金屬表面的陽極區(qū)域失去電子，電子流向陰極區(qū)域，陽極的金屬離子不斷溶解到電解質(zhì)中，最終導致金屬結構破損。
陰極保護系統(tǒng)通過兩種方式阻斷這一過程，具體原理如下：
1. 犧牲陽極法（原電池原理）
工作方式：將一種電極電位更低（更活潑）的金屬或合金（如鋅、鎂、鋁合金）作為 “犧牲陽極”，與被保護金屬（如鋼鐵管道）直接連接，并共同埋入電解質(zhì)環(huán)境中。
原理核心：由于犧牲陽極的電位比被保護金屬更低，它會優(yōu)先成為腐蝕電池中的 “陽極”，主動失去電子（發(fā)生氧化反應）并逐漸被消耗；而被保護金屬則因持續(xù)獲得電子，始終處于 “陰極” 狀態(tài)，避免了自身的氧化溶解。
特點：無需外部電源，結構簡單、成本低，但犧牲陽極消耗較快，需定期更換，適用于小面積或低電阻率環(huán)境（如淡水、土壤）。
2. 外加電流法（電解池原理）
工作方式：通過智能恒電位儀（核心設備）提供外部直流電源，將電源的負極連接到被保護金屬（使其成為電解池的陰極），正極連接到“輔助陽極”（如石墨、鈦基陽極），并將輔助陽極埋入電解質(zhì)環(huán)境中形成回路。
原理核心：外部電源持續(xù)向被保護金屬提供電子，抵消其因腐蝕可能失去的電子，使其電位維持在“保護電位”區(qū)間（通常為-0.85V~-1.2V，相對飽和硫酸銅參比電極）；同時，輔助陽極作為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應（如電解質(zhì)中的氯離子放電生成氯氣），但自身消耗緩慢。
特點：需外部電源，可通過恒電位儀精準調(diào)控保護電位，適用于大面積、高電阻率環(huán)境（如長輸管道、海洋平臺），維護成本低、保護周期長。
