管线钢是石油和天然气输送管道的主要材料。然而石油与天然气中常常含有大量的硫化氢气体,硫化氢气体在潮湿的环境下会形成酸性的硫化氢水溶液,极易造成管线钢的腐蚀。管线钢的硫化氢腐蚀给油气输送带来了巨大的安全隐患和经济损失。因此,如何提高管线钢的抗硫化氢腐蚀性能成为一项重要的研究课题。适量的添加合金元素是提高管线钢抗硫化氢腐蚀性能的重要手段之一。为此,本文选择了目前在国内外普遍应用的X80管线钢为研究对象,参照国标冶炼、锻造和轧制不同合金添加量的管线钢,通过管线钢在饱和H2S-NACE溶液中的加速腐蚀实验及电化学实验,考察稀土、钼、铌等合金元素含量对管线钢抗硫化氢腐蚀性能的影响作用规律及其电化学表征。研究成果对于进一步提高管线钢的抗硫化氢腐蚀性具有一定的理论指导意义。在本实验条件下,主要得到以下结论：(1)适当的添加稀土可以显著改善管线钢的抗硫化氢腐蚀性能,而钼和铌元素的作用不甚明显。在本实验钢成分范围内,当稀土含量为0.018%时,管线钢的抗硫化氢腐蚀性能最佳。(2)管线钢腐蚀过程中表面产生了两种锈层,一种为易脱落的疏松多孔的蜂窝状锈层,主要成分为铁的氧化物和硫化物,另一种为紧贴基体的致密性锈层,主要成分为铁的硫化物。(3)腐蚀前期,由于蜂窝状锈层的大量生成,腐蚀速率和锈层厚度均较大；腐蚀后期蜂窝状锈层脱落后,锈层厚度大为减小,且由于致密性锈层的保护作用,腐蚀速率显著降低。(4)适量的添加稀土可显著提高管线钢的电化学稳定性,使管线钢自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,从而增加腐蚀反应阻力,有效改善管线钢的抗硫化氢腐蚀性能。钼、铌含量变化对管线钢电化学稳定性的影响不大。(5)致密性锈层的形成促使管线钢的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,电化学稳定性显著提高。