镍金合金由于其优异的耐腐蚀性能而被广泛地应用于酸性油气田,在酸性气井的开发过程中,由于元素硫的析出沉积会产生严重的局部腐蚀,使得镍基合金在服役过程中经受严峻的考验。因此针对硫对镍基合金的腐蚀行为,研究硫沉积腐蚀发生的根本原因,正确认识元素硫所引起的局部腐蚀机制是高含硫气田开发过程中必须要解决的问题。本论文参照国内外关于硫腐蚀研究成果,通过研究不同硫状态下镍基合金的腐蚀行为,探究高含硫环境下的腐蚀规律和局部腐蚀机制,以期为高含硫油气生产输送时的腐蚀与防护提供理论参考。本文首先对镍基合金825在模拟不同温度高含H2S/CO2及不同状态单质硫条件下的腐蚀规律以及腐蚀行为特征进行了研究。结果表明,温度和硫状态是影响镍基合金825腐蚀行为的重要因素;在温度较低条件下,镍基合金825的腐蚀轻微表现出均匀腐蚀的特征,随着硫状态的变化腐蚀速率发生小幅的增大;当温度升高到90℃时,镍基合金825的腐蚀速率升高,出现明显的点蚀现象表现出局部腐蚀的特征;随着腐蚀时间的延长,蚀坑逐渐增大,熔敷硫状态下的合金尤为明显,出现了晶间腐蚀裂纹。在温度升高的条件下,腐蚀介质中的硫的活性增大,镍基合金825产物膜的稳定性随着温度的升高而逐渐减弱,使得腐蚀速率逐渐增大。对高温不同硫状态条件下腐蚀后的镍基合金825进行X射线衍射(XRD)分析表明,在温度较低的情况下,在无单质硫条件和熔敷条件下产物膜主要是Cr203,而悬浮硫情况下由于硫的沉积使得基体表面出现了硫化物;当温度升高到90℃时,在无单质硫条件下产物膜成分仍为Cr203,但是衍射峰峰高降低,温度升高使得产物膜稳定性下降;在悬浮硫和熔敷硫条件下镍基合金825腐蚀产物膜的结构由硫化物和氧化物组成,膜层结构由氧化物向硫化物的转变,成为镍基合金825腐蚀加深加重的主要原因,特别是熔敷硫条件下由常温条件下的均匀腐蚀转变成了局部腐蚀。其次,对在模拟不同温度高含氏H2S/CO2及不同状态单质硫条件下腐蚀后的镍基合金825进行了极化曲线、交流阻抗测试及扫描电化学显微镜(SECM)测试,结果与宏观腐蚀所得结果基本一致。极化曲线结果表明,在温度升高及硫状态变化的条件下,镍基合金825表面自腐蚀电流密度随之发生显著增大,钝化区间相应变窄,由钝化溶解逐渐转化为活性溶解,钝化膜稳定性下降,保护性能变差。交流阻抗曲线的拟合结果也表明,在温度升高及硫状态变化的情况下,双电层电容有升高的趋势,使得极化电阻减小,活性离子穿过钝化膜所产生的阻力下降,保护性能降低,硫的加入使得合金表面稳定性明显减弱。SECM结果表明,在硫状态变化和温度升高的条件下,镍基合金825基体表面的活性增强,基体表面的电流峰峰高和峰频增大,点蚀敏感性升高,抗腐蚀能力下降。最后,对镍基合金825进行了晶界工程处理,通过电子背散射衍射(EBSD)分析表明,退火后的镍基合金825特殊角度晶界比例明显提高。镍基合金825特殊角度晶界∑3、∑9、∑27等随机分布在一般大角度晶界构成的晶界网络上,破坏原有的晶界网络的连通性,有效阻断材料沿晶界的腐蚀开裂以及其他失效形式的扩展,从而使得镍基合金825在高含硫环境下的抗腐蚀能力增强。通过极化曲线、交流阻抗曲线和扫描电化学显微镜分析发现晶界工程处理过后的镍基合金825具有更好的耐蚀性和更低的点蚀敏感性。