在海洋油气开采和输运过程中,CO2气体作为共存介质,常溶解在液相介质中,在集输管线内形成复杂的腐蚀环境。焊接是海洋长距离集输管线的重要连接方式。在不同焊接工艺下,海底管道焊接区域的元素成分和显微组织差异明显。此外,由于焊接残余应力和焊接缺陷的存在,使得其面临严峻的非均匀腐蚀风险,直接威胁管道的安全运行。海底管道内壁焊接区域的非均匀腐蚀主要包括两方面:一是焊接区域异质区域（母材区、热影响区、焊缝区）之间的复杂电偶体系造成的腐蚀损伤;二是焊接区域同质区域内部的自腐蚀造成的腐蚀损伤。针对海底管道焊接区域复杂的材质和非均匀结构形式,目前仍然缺乏有效的腐蚀监测方法,其非均匀腐蚀机理和影响因素也未完全揭示。因此,本文针对海底管道的焊接区域,建立了多种非均匀腐蚀监测方法。在此基础上进一步对焊接区域在不同介质温度、pH以及流态等环境因素条件下的CO2腐蚀行为开展了研究,主要工作归纳如下:（1）建立了基于传统阵列多电极技术的海底管道焊接区域非均匀腐蚀监测方法,通过将海底管道焊接区域的三个异质区域分别离散成电极阵列,形成新型耦合阵列多电极传感器。并研究了不同温度下海底管道焊接区域的电偶腐蚀行为。研究结果表明:在30℃时,母材区呈现为阴极,热影响区和焊缝区呈现为阳极;在60℃时,母材区仍然呈现为阴极,焊缝区由于形成了致密的FeCO3腐蚀产物膜出现极性转变而呈现为阴极,热影响区中无腐蚀产物膜形成的局部区域仍然呈现为阳极并遭受了严重的腐蚀。（2）建立了针对海底管道焊接区域的微电阻测量和阵列多电极的复用技术,实现了焊接区域电偶腐蚀分量和自腐蚀分量的在线分离和获取。通过监测异质区域间的电偶电流,并对比电阻法监测得到的同质区域的总腐蚀深度,有效评价了不同介质温度下焊接区域的非均匀腐蚀差异。研究结果表明:当介质温度较低时,同质区域内的自腐蚀是导致母材区和焊缝区腐蚀的主要因素,电偶腐蚀在低温条件下对材料损伤的作用微弱,但随着温度升高,电偶腐蚀对热影响区腐蚀的影响显著提升。此外,由于焊缝区较高的珠光体含量和较细的晶粒尺寸,FeCO3腐蚀产物膜会优先在该区域形成,导致其腐蚀最先得到抑制。（3）通过将海底管道焊接区域的异质区域分别切片加工,构成环形电阻探针,建立了可实现异质区域间腐蚀差异和同质区域内周向腐蚀差异同步在线监测的阵列多环组技术。并研究了实际管道内壁中不同温度和流态条件下的焊接区域非均匀腐蚀行为。研究结果表明:海底管道焊接区域异质区域的腐蚀受显微组织差异影响显著,焊缝区含有的魏氏体和针状铁素体导致其耐蚀性相对较差,且不利于致密FeCO3腐蚀产物膜的形成。海底管道焊接区域同质区域全周向腐蚀差异与管道内残余的溶解氧和流态有关,残留的溶解氧将导致管道顶部和底部之间形成氧浓差电池,进一步结合计算流体力学（CFD）分析发现局部流速的升高会加剧焊接区域的非均匀腐蚀程度。（4）建立了针对海底管道焊接区域的耦合阵列多环组非均匀腐蚀监测方法,结合三维形貌表征技术,研究了介质pH对海底管道焊接区域的异质区电偶腐蚀和同质区自腐蚀的影响。通过腐蚀速率的离散区间和离散系数分析,有效评估了焊接区域腐蚀的非均匀性对管道整体腐蚀风险的影响。研究结果表明:当介质pH为4时,实验初期热影响区的腐蚀最严重,随着时间的推移腐蚀逐渐减缓。当介质pH升高至6.6时,由于焊缝区形成的FeCO3腐蚀产物膜的致密性和完整性低于母材区,焊缝区将逐渐由阴极转变成了阳极;而热影响区作为腐蚀最严重的区域,电偶腐蚀在总腐蚀损伤中的占比最高。