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随着油气资源的逐渐减少，国内外加大了对高含硫油气田的研究与开发，在高含硫油气田开采、集输过程中，随着温度和压力的变化而析出大量元素硫，该元素硫沉积于管道表面或悬浮于集输溶液，导致管道的堵塞和腐蚀，引发灾难性的事故。因此，科学地认识元素硫对材料的腐蚀行为和机理是减少与材料腐蚀相关事故发生的关键，本文重点研究X65管线钢的腐蚀机理，以期为延长油气田开采过程中的元素硫腐蚀预测和防护措施的制定提供理论依据，对指导含硫油气的安全开发与输送具有重要意义。 本文通过离子色谱、pH计、滴定法测定不同条件下元素硫水解溶液的pH值及S2-、SO42-含量的变化，研究了元素硫的水解行为和机理，建立了元素硫水解模型。利用失重法、扫描电子显微镜(SEM)、能级谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)、自腐蚀电位-时间曲线、Tafel曲线和交流阻抗谱(EIS)等方法研究了各因素对X65钢平均腐蚀速率、腐蚀产物膜去除前后微观形貌、成分组成和腐蚀产物膜电化学性能的影响，分析了X65钢在悬浮硫介质中的硫腐蚀机理。主要内容如下: 1.通过测定元素硫水解后溶液的pH值及S2-、SO42-含量的变化研究元素硫的水解行为及机理。结果表明，元素硫的水解存在—诱导期且温度起决定作用，“氢离子载体”的形成及其“自催化”作用是元素硫水解的关键。 2.研究了元素硫及NaCl含量对X65管线钢腐蚀行为和腐蚀产物膜电化学性能的影响。结果表明，X65钢的腐蚀速率随着硫含量、NaCl浓度的增加而增大，腐蚀形成的产物膜结构疏松易脱落，主要由C、O、S、Fe等元素组成。Cl-可沿缺陷空隙向基体迁移并形成可溶性氯化物，促进硫腐蚀，元素硫含量的变化主要影响X65钢的阴极反应，在含3.5％NaCl的悬浮硫溶液中腐蚀主要由扩散过程控制，单独悬浮硫溶液中主要由活化控制。 3.研究温度、腐蚀时间、腐蚀介质对X65钢失重腐蚀速率、微观形貌及腐蚀产物膜电化学特性的影响。结果表明，X65钢的失重腐蚀速率随着时间的增长先增大后降低，随温度的升高先降低后升高，膜的扩散效应随着时间增长而增强，腐蚀介质中含元素硫成膜后的电化学腐蚀速率较纯NaCl介质大一个数量级，低温时以氧腐蚀为主为阳极控制，高温时以硫腐蚀为主为阴极控制，温度可通过改变腐蚀产物膜的结构、FeS2含量来影响X65钢的硫腐蚀机理。 4.提出了悬浮硫的“水解-催化”腐蚀机理模型，主要包括两个过程:第一，元素硫的水解与腐蚀产物硫铁化合物的生成，为腐蚀的控制步骤;第二，硫铁化合物进一步“催化”基体腐蚀，是严重腐蚀的开始。