管道作为输送石油、燃气等能源的安全经济的手段在我国得到了日益广泛的应用,其腐蚀问题已愈来愈引起人们的关注,其中,因杂散电流引起的管道腐蚀已成为主要的原因之一。因此,为预防事故发生,确保人民生命财产安全,对埋地钢质管道的杂散电流腐蚀检测技术进行研究已势在必行。课题紧紧围绕埋地钢质管道的杂散电流腐蚀问题开展了深入的理论与实验研究,通过分形集合理论,在实验研究基础上,建立了埋地钢质管道的杂散电流腐蚀模型,提出了基于分形维数的埋地钢质管道杂散电流腐蚀剩余寿命的预测方法,取得了以下研究成果:(1)对杂散电流的腐蚀机理做了初步研究,提出实验室模拟试验方案,研究了不同土壤环境下杂散电流对试片腐蚀速率的影响规律。(2)通过数字图像处理技术提取腐蚀形貌图像的腐蚀特征,并应用分形理论,计算腐蚀形貌的分形维数。研究表明,杂散电流腐蚀形貌具有明显的分形特征,分形维数可作为定量描述腐蚀形貌特征的参数。(3)研究不同土壤环境下杂散电流对试片表面腐蚀形貌图像分形维数的影响规律。通过试验数据的多元回归分析及显著性检验,表明在一定条件下,腐蚀速率与分形维数之间存在一定的数学关系。(4)针对均匀腐蚀、局部腐蚀及点蚀三类典型腐蚀形态,分别建立了三种缺陷处的金属腐蚀速率与腐蚀时间乘积的定量关系,得到以分形维数表征的腐蚀时间表达式,提出了基于分形维数的管道剩余寿命预测新方法。(5)开发了基于分形维数的管道剩余寿命预测软件,详细介绍了软件系统的主要功能模块以及实现技术,并对软件进行了测试。测试结果表明:软件操作简便,分析结果可靠,具有一定实用性。