随着城市地铁、埋地电网的建设,埋地钢质管道会加速局部穿孔、区域防腐涂层的剥落等腐蚀现象,造成输送介质的泄漏、产生严重的环境污染,给人民的生命财产造成不可估量的损失。本文主要针对埋地钢质管道的杂散电流腐蚀机理、特殊环境下的杂散电流埋地管道腐蚀情况以及喀斯特环境下的埋地钢质管道非开挖防护措施等三个部分进行了相关研究。(1)通过ANSYS有限元仿真与实地地电位测量相结合,进行埋地钢质管道的腐蚀失效机理研究。包括杂散电流在土壤中的形成及传播、杂散电流对管道的作用、管道腐蚀的过程等。研究结果表明:(1)在同一土壤性质下,杂散电流强度越大,受影响区域越大;在同一电流强度下,土壤电阻率的越低,受影响区域越大。(2)当地下金属管道没有防腐涂层或者涂层破损时,杂散电流进入管道,从土壤电阻率较低的地方流出,在流出的地方加速管道腐蚀;当管道防护涂层完好时,杂散电流会进入管道后沿管道流动,杂散电流对管道的干扰作用很小,不造成腐蚀;(3)ANSYS模拟结果与实际测量情况存在一定的误差,但是平均误差与最大误差均在10%以内,可为管道阴极保护提供一定的理论基础。(2)借助ANSYS有限元仿真分析平台,对喀斯特环境下的杂散电流腐蚀类型进行了模拟和研究,包括由阴极保护所引起的杂散电流干扰、异种土壤杂散电流腐蚀,以及不同性质金属材料连接时引起的杂散电流腐蚀。仿真结果显示当管道两条管道平行时,受影响管道的电位分布从两端到中间逐渐增大,两端所受的影响最大;当管道交叉铺设时,受影响管道的管地电位从交叉点到两端逐渐降低,交叉点所受的影响最大。同一条管道穿过多种性质不同的土壤时,管道在土壤交界处加速腐蚀;性质不同的管线暴露在相同的土壤中时(如新旧管线相连),由于此时新旧管线的电位差不同,新管线作为阳极,腐蚀要比旧管线要快,尤其是在焊接处很快失效。(3)喀斯特环境下埋地钢质管道的非开挖柔性保护研究。一方面对传统的柔性防腐措施进行优化,在适当提高排流电压的情况下,1.7m的柔性阳极即可实现对20m埋地钢质管道的柔性保护,优化了传统的随沟等长敷设模式,并通过实验验证了特殊条件下柔性阳极的端头敷设形式和“环—弧”形敷设方式的可行性,有效的避开障碍物而实现管道保护;另一方面,针对多条管道平行敷设的情况,实现管道群的联合排流,在对比实验中,证实了柔性阳极材料在埋地管道的联合排流保护中具有节约电能,保护环境以及敷设便捷等方面的优越性。