经过100多年的发展,阴极保护已成为一种能有效控制土壤、海水和淡水等环境中防腐蚀的技术。很多标准推荐采用合适的电位指标来判断阴极保护系统有效性,可见,阴极保护电位分布计算方法是提高阴极保护系统设计和维护水平的一个关键。在本文中开展了埋地管道阴极保护电位分布数值计算方法的研究,根据静电场理论,建立管线阴极保护电位分布模型,应用边界单元法进行求解,并通过设计一条全新的管线与解析解电位分布公式的计算结果进行对比表明,该模型是准确可靠的;因土壤参数在不同时期内会有所不同,文中对碳钢在土壤的腐蚀随季节变化规律进行了研究,以及对不同时期内的阴极保护站输出调整进行了研究,通过对所建立的阴极保护模型进行逆应用,计算得到各个不同时期阴极保护站的输出;分析表明,在不同的时期内,要使阴极保护管线始终处于有效的保护范围内,应根据上一个时期的阴极保护站的输出做相应的调整。本文阐述的方法在理论上是科学的,实践证明是可行的,可以更全面的从宏观和微观上分析管道阴极保护情况,具有重要的现实意义。本文主要做出了以下几项工作;(1)总结影响阴极保护管线有效运行的环境因素主要分为三大类;涂层质量、土壤参数、阳极地床接地电阻。研究了碳钢在土壤中的腐蚀随季节变化的规律,土壤腐蚀性随季节变化的主要原因是土壤在不同季节的含水量的变化。文章研究了在有阴极保护的情况下,管道电位分布随季节变化的情况,为阴极保护站输出参数的调整提供了可靠的依据。(2)根据边界元方法的基本理论,推导出强制电流阴极保护数学模型的边界积分方程,通过对电位轴对称问题的引入,采用管单元法离散边界,推导出埋地管道阴极保护的数学模型,同时对管单元数量的划分和对影响模型精确度的因素也做了相应的讨论。(3)根据静电场理论描述,应用Laplace方程作为无源场内电位分布的描述方程,分析对比主要的数值求解方法,确定并应用边界元法求解埋地管道阴极保护电位分布模型。(4)推导出计算回路中土壤电阻的表达式,分析表明,根据最新的行业标准《SY/T 0036—2000埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》假设土壤截面无限大而忽略调土壤在回路中的电阻的说法有待进一步探讨。(5)推导得到管单元电流密度与整个管线平均电流密度之间的关系式,根据推导的关系式和模型,应用分段线性拟合处理非线性边界,计算得出各个时期阴极保护站的输出。根据各个时期所需的输出,得到相邻季节间阴极保护站输出需调整的大小。