油气开采和输送过程中通常会存在CO2腐蚀和微生物腐蚀,能够促使碳钢管线发生极严重的均匀腐蚀和局部腐蚀,对油气的安全生产产生巨大的威胁。国内外已分别对CO2腐蚀和微生物腐蚀做了大量研究,并建立了相应的防控措施。但对于流体冲刷环境下,CO2腐蚀的腐蚀机制,以及在CO2腐蚀和微生物腐蚀共同发生时的控制方式还尚不完善。因此,本文在CO2冲刷腐蚀环境下进行了研究,首先研究了冲刷腐蚀的腐蚀机制,然后讨论了缓蚀剂对CO2冲刷腐蚀和微生物腐蚀的缓蚀效果,揭示了缓蚀剂存在条件下金属表面生物膜的生长过程、以及微生物生理代谢产物对金属腐蚀行为的影响,最后阐述了缓蚀剂对微生物腐蚀的影响和冲刷条件下沙粒对生物膜吸附的影响。为了揭示冲刷腐蚀的腐蚀机制,利用环路腐蚀模拟装置进行了腐蚀实验。结果表明:环路腐蚀模拟系统中的均匀腐蚀速率约为反应釜内均匀腐蚀速率的1.5倍,腐蚀后金属表面的腐蚀产物平整、与金属基体结合紧密,呈现冲刷腐蚀的腐蚀特征。进一步通过Fluent数值模拟发现粘性底层和层流湍流过渡层中的漩涡以及过渡层中的湍流脉动是形成冲刷腐蚀的主要原因。粘性底层中的漩涡可以加速表面腐蚀产物的溶解速率及溶解的腐蚀产物离子向过渡层的扩散速率,过渡层中的漩涡能够携带溶解的腐蚀产物离子进入主流体内。在流体回流区域,粘性底层较厚,溶解的腐蚀产物离子向过渡层的扩散速率变慢,在流体回流的影响下近壁面区域离子浓度增大,腐蚀产物厚度增加。利用浓度300 ppm季铵化聚丙烯酰胺缓蚀剂能有效抑制CO2腐蚀环境下的冲刷腐蚀,腐蚀后试样表面从均匀腐蚀转变为少量点状腐蚀。但在缓蚀剂和微生物共同存在的情况下,微生物腐蚀特征明显,微生物仍能吸附在碳钢表面形成生物膜,缓蚀剂未能将生物膜从金属表面剥离。点蚀在生物膜下产生,呈现出明显的局部酸化特征。根据生物膜元素组分的表征结果,分析了微生物生理代谢导致膜下局部酸化、最终发展为点蚀的机制,探讨了缓蚀剂对微生物腐蚀的影响。提高缓蚀剂浓度以及对缓蚀剂进行复配,研究了不同浓度缓蚀剂对微生物腐蚀的影响。结果表明:提高缓蚀剂浓度,仅会降低初始阶段微生物在金属表面的粘附密度,使金属表面的点蚀密度明显降低。缓蚀剂浓度增加后,金属表面的生物膜分布由完全覆盖转变为团簇状分布,缓蚀剂限制了微生物的生长,点蚀深度也有少量降低。但加入高浓度的缓蚀剂（1200 mg/L季铵化聚丙烯酰胺）,甚至将缓蚀剂复配（1200 mg/L季铵化聚丙烯酰胺和200 mg/L咪唑啉）,仍然无法有效抑制微生物腐蚀过程中产生的点蚀。进一步研究流体流型流态对生物膜吸附及点蚀的影响,发现流体流型流态对生物膜在金属表面的吸附无影响,对点蚀的形成与扩展也无影响。最后,研究了沙粒冲刷对生物膜吸附的影响,质量分数1%含量的沙粒在冲刷磨损的过程中可以将部分生物膜从金属表面剥离,腐蚀后的试样表面生物膜含量明显降低,但仍有生物膜呈团簇状吸附在金属表面,金属表面的点蚀深度仍然较高。由于沙粒对溶液中的离子具有吸附作用,其对上坡处的冲击增大了上坡处近壁面间离子的传质速度,进而加速上坡处的金属发生腐蚀。