管线钢广泛应用于石油天然气运输管网、油气井、储气井等地下结构中。管线钢的土壤腐蚀会导致上述结构产生安全隐患。在一些特殊的管线钢结构,如储气井外部进行混凝土包覆可防止结构材料发生腐蚀,但混凝土在管线钢结构工作时会因管线钢的收缩或膨胀出现事故从而导致混凝土保护层破坏,这时管线钢外壁将会产生严重的腐蚀现象。本文建立了模拟水泥事故腐蚀行为研究体系,将体系划分为五个区域,分别为:水饱和土壤区、水泥裂纹区、土壤水泥混浆区、常湿土壤区以及完好水泥区。研究结果表明,在土壤区,试样发生腐蚀,而水泥裂纹区、混浆区以及完好水泥区,试样未被腐蚀;由于水饱和土壤区和常湿土壤区的供氧差异,形成氧浓差电池,加速了水饱和土壤区材料的腐蚀,导致水饱和土壤区的腐蚀较常湿土壤区严重。本文研究了管线钢在典型土壤环境中的腐蚀行为,包括现场暴露研究和实验室暴露研究。经过为期1年的现场暴露试验,获得了大量现场腐蚀腐蚀数据,包括九种典型土壤环境的土壤理化性质、管线钢腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物组成等;通过实验室暴露试验,研究了管线钢在东莞土壤和东营土壤中的腐蚀行为,结果表明,在暴露试验初期,G30和G27的腐蚀过程均受活化控制,随着暴露时间的延长,腐蚀过程转为受扩散控制。氯离子是造成混凝土中金属锈蚀的重要原因,基于氯离子对混凝土包覆条件下碳钢的酸化作用,本文研究并设计了氯离子在混凝土中渗透过程对管线钢早期腐蚀影响的装置及方法。结果表明,丝束电极电位分布可以反映氯离子的渗透位置,且随着氯离子在混凝土中的不断渗透,丝束电极电位向负向移动。