汞易冷凝吸附在管道和设备内壁,长时间粘附在设备内壁必然对金属有一定的危害,国内含汞气田汞含量较高,目前已有多个气田发生汞致设备失效的事故。KS含汞气田集输系统温度压力高且含有多种腐蚀介质,腐蚀环境恶劣,为保证KS含汞气田集输系统安全有效运行,本文从汞腐蚀和汞渗透两方面对KS高含汞气田的集输系统的腐蚀构件进行评估,分析在多种腐蚀介质下的汞腐蚀机理和汞渗透机理,并提出相应的汞防护措施。根据对KS气田集输管道和设备历年腐蚀情况调查结果取回典型腐蚀构件4件,分别为KS102采气支线、KS2集气干线、蒙乃尔合金压力表和不锈钢压力表,从腐蚀宏观形貌以及腐蚀位置两方面对腐蚀构件初步评估发现集输管道腐蚀原因应与液相腐蚀介质有关,压力表的失效原因应与气相腐蚀介质有关。通过对气液两相腐蚀介质检测分析得到各单井气相介质汞含量为537～7220μg/m3,CO2含量为0.679mol%,还包含少量的水蒸汽,液相腐蚀介质中Cl-含量高,最高达到29892.95mg/L,汞含量为55μg/L～213μg/L,且存在形态主要为Hg2+。通过扫描电镜、透射电镜、能谱仪、金相显微镜分别对腐蚀构件微观形貌进行观测,对腐蚀区域进行微区元素分析,对腐蚀区域金相组织以及晶粒度进行分析得到汞对KS集输系统腐蚀影响主要体现在三方面:一是汞渗透进蒙乃尔合金晶界中导致蒙乃尔合金弹簧管韧性降低,在低于屈服应力的情况发生穿透性开裂;二是汞渗透进304不锈钢压力表内壁微裂纹中并引起该区域基体金属中的铬发生汞齐化腐蚀和二次微裂纹;三是气田水中的Cl-导致管道焊缝热影响区域出现点蚀,气田水中的Hg2+参与了蚀坑周围的阴极反应,加速蚀坑内部阳极区金属的腐蚀。通过扫描电镜以及能谱仪对集输管道内壁表面和沿剖面方向分别进行元素面分布、元素线分布分析,并结合万能试验机对集输管道316L内衬进行拉伸性能分析结果得到KS气田集输管线内壁未出现汞渗透,并推断出汞渗透机理为元素汞物理吸附在不锈钢内壁表面的硫化物层或腐蚀产物层并与硫化物层或腐蚀产物发生反应紧紧粘附在基体金属氧化膜上,一旦氧化膜破损,粘附在氧化膜上的液态汞原子扩散到晶界或气相中的汞蒸气分子在晶界处汇集,降低晶界处的结合力,使材料的塑性降低。在汞危害机理以及腐蚀控制理论基础上,结合现场工艺,提出三种有效的汞防护措施:选用抗汞致脆性强的金属,如316L奥氏体不锈钢、钛合金、22Cr双相不锈钢、镍钴合金等;采用化学镀镍、美国General Magnaplate公司的HCR涂层和NEDOX涂层以及陶瓷涂层可以有效隔绝汞与金属的直接接触;对汞聚集严重的管道和设备进行清汞处理,可以减少汞与设备内壁接触机会。