随着我国地铁等轨道交通的蓬勃发展以及城镇燃气的普及使用,由此而凸显的埋地燃气钢质管道干扰电流腐蚀问题愈来愈引起了人们的关注。调查显示,我国90%以上的城镇埋地燃气钢质管道防腐层破损、剥离以及腐蚀穿孔等缺陷均由地铁等轨道交通泄漏到土壤中的动态干扰电流所引发,不仅造成了巨大的国民经济损失,同时也给人民的生命财产安全带来了隐患。在我国,燃气管道的建设始于20世纪50年代,地铁轨道交通的发展历史也才仅仅40年。因此,对埋地燃气钢质管道的轨道交通电磁干扰腐蚀问题尚未进行深入研究。同时,由于埋地燃气钢质管道埋设现场环境恶劣且复杂多变,导致现有技术与设备无法较好地应用于城镇埋地燃气钢质管道的电磁干扰检测与评价。因此,为了保障管道的安全运行并及时对受干扰的管道采取防护措施,对城镇埋地燃气钢质管道所受的轨道交通电磁干扰情况进行有效测试与评价势在必行。课题围绕该任务开展了理论与实验研究,取得了以下研究成果:通过对现有检测技术的比较分析,并针对轨道交通电磁干扰的动态变化特性,提出了管地电位连续动态监测技术。在实验研究的基础上,根据管地电位波动情况与干扰电流的关系,初步估计了管道受到的动态电磁干扰严重性。基于轨道交通动态电磁干扰原理,提出了实验室动态直流电磁干扰与交流电磁干扰腐蚀实验方案。搭建了动态电磁干扰下的金属管道加速腐蚀实验平台,研究了不同物化性质的土壤、不同特性的动态干扰电流对管道腐蚀速率的影响规律,以及干扰电流与管地电位波动范围之间的关系。通过数字图像处理技术提取腐蚀形貌图像的腐蚀特征,并应用分形几何理论,计算腐蚀形貌分形维数。研究表明,动态电磁干扰造成的管体腐蚀形貌具有分形特征,分形维数可作为定量描述腐蚀形貌特征的参数。同时,以实验研究为基础,建立了分形维数与腐蚀速率之间的数学关系式。采用LabVIEW与Microsoft SQL数据库、MATLAB、Visual C++结合的方法开发了埋地燃气钢质管道电磁干扰测试与评价软件。软件实现了数据实时显示、信号频域测量、数据统计计算、.txt文件存储与回放、数据库存储与条件查询、删除、干扰严重性判断等功能,并通过提取腐蚀形貌和计算腐蚀表面分形维数,估计了管道破损点处的干扰电流大小,并预测了管道的剩余寿命。