1. 研究目的与意义（文献综述）

阴极保护技术是电化学保护技术的一种，被广泛应用于金属腐蚀防护中，是一种公认的防腐蚀技术，其应用领域广，涉及各个方面，包含地下、水中及化工介质中的管道、港口码头、容器、船舶及化工设备等。阴极保护技术能有效控制控制钢质储罐和管道腐蚀^[1]，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命^[2、3]。在埋地金属管道的阴极保护过程中，掌握被保护金属表面实务阴极保护电位分布以及土壤电阻率、阳极埋设方式^[4]等影响因素的规律对阴极保护系统的设计、优化、日常管理和维护具有重要意义。

我国西北地区某油田已建成的各类金属管道的总长度已达到了46000km。部分金属管道埋在地底下，随行时间的推移，在土壤、水份、大气的作用之下，这些金属管道都发生了一定速度的腐蚀，从而造成了一定的事故。查阅相关数据，截止2009年，已腐蚀的管道数达到了5753km，这数量真的是非常巨大的，已占到了所建金属管理的十分之一。随着西气东输一线、二线以及中俄、中缅等输油气管道的建成投产，我国长输管道里程已达６万公里，初步形成了横贯南北、纵贯东西的布局。长距离输油输气管道建设的逐年增加，我国的石油、天然气资源的输送主要依靠长输管道，其运输方向不受限制，且安全、有效、运输费用最低。埋地管道大部分是以钢制材料为主。埋地金属管道跨越不同的区域，途经的环境复杂多变，不同的地质环境对管道阴极保护设计有着不同的要求，例如旱季和雨季的交替进行导致管道周围的含水率频繁的发生变化，管道走向设计不可能全是直线，很多地方需要转弯等，这些因素对埋地金属管道的表面电位分布有着重要的影响，所以埋地金属管道阴极保护的设计和维护就有很重要的意义，管道上分布着合适的、均匀的保护电位对阴极保护性能就有着至关重要的影响^[5]。

目前由于施工技术和设计方法有限，大多数的埋地金属管道都是通过反复试凑来确定辅助阳极的位置和强度施加阴极保护的，这样不仅耗费人力物力和财力，而且浪费时间。所以对不同地质条件下的阴极保护系统各类阳极埋设方式的电位分布、电流分布和相互间的干扰（杂散电流）进行数值模拟研究是非常有必要的，研究各因素对阴极保护效果的影响，最终得出指导阴极保护的合理设计的结论。这对提高阴极保护的设计和参数测量水平具有重要的理论意义和实践价值^[6]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

针对所要研究的课题，在研究过程中，需要做到以下基本内容：

1.建立计算模型。根据电流、电位的分布关系建立埋地金属管受阴极保护时外表面电位分布的数学模型。

3. 研究计划与安排

2018年2月26日—3月15日：查阅资料撰写文献综述报告和开题报告；

2018年3月16日—3月24日：学习数值模拟软件 comsol；

2018年3月25日—3月31日：对阴极保护数值模拟的建模方法和模型的求解方法进行研究；

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1]辛艳萍,梁月. 基于comsol multiphysics的金属储罐阴极保护方案的优化[j]. 石油化工高等学校学报,2016,29(04):92-96.

[2]杜艳霞,张国忠,刘刚,周磊. 金属储罐底板外侧阴极保护电位分布的数值模拟[j]. 金属学报,2007(03):297-302.