金属被从矿石等化合物中提取出来之后，被赋予了较高的能量，在能量流失的过程中，金属因发生了电子的转移而发生腐蚀，这就是电化学腐蚀的基本原理。金属腐蚀是非常普遍的现象，怎样杜绝或减缓金属的腐蚀，在日常生活及工农业生产及国防建设中都己成为普遍而严重的技术问题。腐蚀给各国的国民经济所造成了巨大的损失，根据调查，腐蚀所造成的直接经济损失竟然占国民生产总值的1%-4%。

埋地钢质管线是埋在地下的 大的钢铁构件，可长达几千公里，穿越各种不同类型的土壤和河流湖泊，广泛应用于能源和资源运输，它的运行可靠性和稳定性对于国民经济和人民生活有密切的关系。金属管道在土壤环境中会发生腐蚀，土壤冬、夏季的冻结与融化，地下水位变化，以及杂散电流等复杂的埋设条件是造成外腐蚀的环境。管道内输送介质的腐蚀性差异也很大。管道埋设于地下，很难直观地对其进行腐蚀状态的检查，构成管道防腐蚀的难度。在严重的情况下，管道腐蚀穿孔，油气泄露而引起火灾，造成很大的损失。因此，埋地管线的保护是长期安全生产的必要措施。

为控制埋地钢质管道在土壤中的电化学腐蚀，公认的做法是采用外防护层和阴极保护联合防护措施。其中外防护层是主要防腐手段，即在钢管和腐蚀介质之间建立一个绝缘隔离层，避免腐蚀介质和钢管接触，从根本上防止钢管的电化学腐蚀；阴极保护作为防护层防腐的补充手段，为防护层缺陷处的钢管外表面提供电化学保护。电化学保护方法主要有两种，一种是牺牲阳极阴极保护，一种是外加电流阴极保护。

选择一种其电极电位比被保护金属更负的活泼金属，把它与共同置于电解质环境中的被保护金属从外部实现电连接，这种负电位的活泼金属在所构成的电化学电池中作为阳极而优先腐蚀溶解，故被称为牺牲阳极，释放出的电流使被保护金属阴极极化到所需要的电位范围，从而抑制腐蚀，实现保护，这就是牺牲阳极阴极保护。

钢质管道通过与埋设于同一土壤中的牺牲阳极保持电连接而得到阴极保护，钢管-金属导线-镁阳极-回填料-土壤-钢管构成了一个完整的电流回路。牺牲阳极的输出电流取决于土壤电阻率，因为驱动电压低，牺牲阳极只能用在电阻率较低的土壤中，适用于所需保护电流小的管道。应用牺牲阳极阴极保护时，阳极数量应满足总电流的需要，并能保证阳极设计的寿命。镁阳极用于土壤电阻率小于150Ω·m的土壤中，锌阳极用于土壤电阻率小于15Ω·m的土壤中。因为干燥处没有水分在，无法形成闭合回路，阴极保护起不到作用，所以阳极应埋在湿润处，且阳极与被保护距离一般为2-3m，埋深不小于1m，所有埋地的牺牲阳极均应埋在冰冻线以下。