随着高含硫油气田的大量开采，油气管网腐蚀的问题已成为研究的焦点。双金属复合管不仅具有较高的机械力学性能和抗腐蚀能力，又可降低耐蚀合金管道的成本，在高腐蚀性油气田中被广泛应用。由于国内双金属复合管使用技术标准和耐蚀可靠性评价研究不足，焊缝的耐蚀性能评价尚未形成相应的标准，对双金属复合管抗腐蚀性能和可靠性还需进一步研究。因此，开展复合管基管选材、内衬管评价、复合管连接、结合强度评价等分析，有助于补充研究的不足，为双金属复合管的应用提供依据。论文选题结合了能源企业实际应用的需求，同时涉及到材料学、化学与化工、能源科学等多领域与学科，选题具有实际应用价值和基础理论意义。本论文以在含S2-、Cl-的油气输送环境中具有一定代表性的316L-20G机械式双金属复合管材为研究对象，以寻求316L-20G双金属复合管抗腐蚀的技术作为研究目的，以解释316L-20G双金属复合管的腐蚀机理为基础，以近代电化学研究方法为手段，较为系统地研究了316L-20G双金属复合管内衬耐蚀合金在含S2-、Cl-腐蚀介质中的腐蚀情况与抗腐蚀技术，分析了多种腐蚀因素交互作用下的腐蚀机理，研究了复合管连接处漏失状况下的电偶腐蚀行为，探讨了不同阴极极化条件下基层金属与内衬合金的保护电位及机理，实验验证了复合管连接处合金元素迁移扩散现象，分析了连接处元素迁移扩散机理与焊缝电化学腐蚀行为。根据研究结果得出如下主要结论：①复合管内衬合金316L和304号钢在Na2S腐蚀介质中，均表现出随着Na2S浓度的增加自腐蚀电位负移、腐蚀电流增加、腐蚀加剧；同时在中低温范围内，随着温度的升高，自腐蚀电位负移、腐蚀电流增加，加快了管道腐蚀。借助化学平衡移动的基本原理分析了Na2S浓度对腐蚀速度的影响；借助物质传递理论解释了温度的升高对腐蚀性质的影响；②复合管内衬合金316L和304号钢在S2-与Cl-共存的腐蚀介质中，因金属表面钝化膜具有一定的完整性，内衬合金的自腐蚀电位稍有正移，自腐蚀电流较低；随着浸蚀时间延长，由于Cl-在金属表面发生点蚀，金属表面钝化膜被破坏，自腐蚀电流急剧增大。但当Cl-浓度增加到一定程度，达到或超过S2-浓度时，一定量的Cl-优先与金属离子结合，阻碍了其它阴离子（S2-）参与电极反应，同时也使溶液中吸附的氧减少，腐蚀电流逐步降低，腐蚀反而被抑制。③在316L-20G双金属复合管的基层金属及内衬合金的电偶腐蚀反应中，阴极过程为氧分子还原，它受氧分子扩散控制；阳极过程为金属原子氧化，受电子转移过程控制；两种材料间存在电位差，20G处于阳极，即活性溶解状态；316L处于阴极，即被保护状态；当复合管连接处发生漏失，对腐蚀介质中的20G和316L进行阴极保护时，两者具有电位差，316L和20G在腐蚀介质中形成电偶腐蚀电池，整体腐蚀加剧，在选择阴极电化学保护中，20G和316L保护电位最好选在氧浓度扩散区。④利用菲克定律及EDS元素扫描对316L-20G双金属复合管焊缝分析，研究表明焊缝过渡层中合金元素被碳钢稀释，碳原子向316L不锈钢层和焊缝区域扩散，同时316L和焊丝中的合金元素Cr、Ni向碳钢迁移。同时，焊缝过渡层对合金元素的迁移起到了良好的隔离作用，保持了316L母材耐腐蚀性能，也降低了碳的活度，阻碍了碳的扩散，保证了焊缝具有较好的机械性能。⑤通过对316L-20G双金属复合管焊缝组织进行电化学综合腐蚀实验，对比交流阻抗谱的Nyquist图和Bode图，可以得出，316L-20G双金属复合管焊缝在达到交流阻抗最大后，阻抗略有减小直至相对稳定，其数量级仍然达到105，焊缝具有良好的抗腐蚀能力，可以在油气田污水输送管道中推广使用。