随着全球可再生能源需求的持续增长，海上风电作为清洁能源领域的重要组成部分，其开发与建设的步伐显著加快。然而，海上风电服役环境恶劣，长期遭受高盐雾、高湿度、长日照以及微生物等多种因素的侵蚀，极大增加了风电结构的腐蚀风险进而严重缩短其使用寿命。因此，腐蚀与防护问题已成为确保海上风电长期稳定运行的关键。从影响海上风电腐蚀的因素入手，详细阐述了风电表面常用的各类涂层保护技术，并对未来研发耐蚀性能更全面的新型绿色涂层材料提出展望。

随着我国直流高压输电工程的日渐增多，高压直流输电(HVDC)系统的接地极对埋地金属管道的干扰问题日益凸显。为对干扰问题进行准确的研究分析和防护评估，对近年来HVDC系统干扰的研究方法和影响因素进行了调研，从实地现场试验、室内模拟实验、数值模拟技术和影响因素4个方面分析了管道所受干扰与腐蚀规律，同时对我国目前常用的HVDC系统的杂散电流防护技术进行了总结，并阐述了其优缺点和适用范围。最后，对杂散电流干扰及防护的研究方向进行了展望。

当前微生物腐蚀对油气开采安全构成了严重威胁，传统石油套管防护技术存在一定环境风险和成本高的问题。含Cu抗菌石油套管钢通过合金化设计，利用纳米ε-Cu析出相的多重机制(如细胞膜损伤、酶活性抑制和DNA氧化损伤)实现长效抗菌，为解决微生物腐蚀问题提供了创新方向。分析了硫酸盐还原菌、铁氧化菌及腐生菌等细菌的腐蚀机理，阐述了含Cu抗菌石油套管钢中Cu元素的抗菌作用原理，抗菌性能主要源于纳米ε-Cu相的Cu2＋缓释及其与微生物的多重作用机制。总结了含Cu抗菌石油套管钢中合金化元素对耐蚀性能的影响，指出抗菌元素和耐蚀元素的合理搭配与含量控制对提高抗菌石油套管钢的耐蚀性能具有重要意义。提出了含Cu抗菌石油套管钢的设计思路和多尺度调控方案，以实现抗菌性能与力学性能的协同优化。同时，探明了含Cu抗菌石油套管钢抗氢致开裂性能源于CuS/FeS复合膜的氢渗透抑制及纳米ε-Cu析出相的氢捕获作用。总结了含Cu抗菌石油套管钢的研究瓶颈，包括焊接性能、铜脆问题和长周期抗菌性能失效问题，并展望了其未来发展方向应聚焦于成分优化、工艺优化、表面改性及绿色智能化等，旨在为油气工业领域耐微生物腐蚀油套管钢的应用提供指导。

为解决油田井下碳钢设备的高温腐蚀难题。以2-氨基苯并咪唑和4-十三烷基氧基苯甲酸为原料，经酰胺化反应合成了新型烷基咪唑缓蚀剂(13-BIP)，并使用一锅法将其包覆入海藻酸盐凝胶中(SA＠13-BIP)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)测试验证13-BIP被成功合成。电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线测试结果表明，在90 ℃下当将Q235碳钢浸泡于含混合型缓蚀剂13-BIP的酸性油田溶液中时，缓蚀效率可达86.81%。对13-BIP溶液处理的碳钢表面进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)测试，结果表明13-BIP缓蚀剂使碳钢表面形成了以化学吸附作用为主的自吸附膜。通过沉降和释放测试证明在超过2 000 m的油井底部的工作区域SA＠13-BIP的释放率达30.85%。长效阻抗试验结果表明，SA＠13-BIP的缓蚀作用时间比单独添加13-BIP缓蚀剂延长至24 h以上。本研究成功合成并制备了一种具有热稳定性的咪唑缓蚀剂及海藻酸盐凝胶缓释胶囊，为高温环境下碳钢的长效防护提供了解决方案。

为了研究木质素对空白锂基润滑脂性能的影响，通过热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、四球摩擦试验机、微动摩擦磨损试验机(SRV)、扫描电镜(SEM)对含有木质素的润滑脂进行性能评价。结果表明，木质素能够显著提高锂基润滑脂的热稳定性、抗氧化和摩擦学性能。当木质素添加量为10%(质量分数)时，润滑脂组合物的热分解温度提升至374.9 ℃，磨损体积减少了60%。借助XPS探究了润滑机理，分析木质素的润滑机理为两方面:其一为宏观颗粒填充了摩擦产生的微裂痕，并可在接触界面之间滚动，将滑动摩擦转化为滚动摩擦；其二为微观分子结构中活性酚羟基与金属铁的吸附作用，形成摩擦/吸附膜，阻隔金属摩擦副的直接接触，提高了润滑脂的摩擦学性能和承载能力。因此，木质素的引入可大大提升锂基润滑脂的润滑性能。

为了研究Ni元素对Fe20Cr8Si合金组织和耐蚀性能的影响，利用真空电弧炉制备出Fe20Cr8SixNi(x ＝0、1、2、3、4)合金，采用微观组织观察、电化学腐蚀和化学浸泡腐蚀等测试手段系统地研究了在Fe20Cr8Si合金中添加不同含量的Ni元素后，合金组织和耐蚀性能的变化。结果表明，在Fe20Cr8Si合金中添加Ni元素后，合金的微观组织并未发生改变，依旧为BCC相等轴晶结构的(Fe，Cr)固溶体，但随着合金内部Ni元素含量的增加，固溶在合金中的Ni元素含量上升，导致合金的晶粒细化程度随之增加，使得合金的显微硬度也随之增加。在3.5%的NaCl溶液中，Ni元素改善了合金钝化膜的理化性质，使得钝化膜的连续性与稳定性上升，进而导致合金的电化学性能随着合金内部Ni元素含量的上升而提高。同时在10%HCl溶液中浸泡168 h后，Fe20Cr8Si4Ni合金的腐蚀层最为致密，导致腐蚀介质与机体的接触减少，质量损失最少，耐蚀性最好。

铝合金常作为石油钻井固井附件材料，但随着钻井深度增加以及井下环境因素(即高温、强碱、高盐等)的耦合作用，铝合金往往遭受严重的腐蚀。为改善铝合金耐蚀性，利用喷涂技术在2A12基材表面制备WC涂层，并在pH＝14、220 ℃、30%NaCl环境下进行不同时间的腐蚀(12、24、36、48 h)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等表征方法，对腐蚀产物和腐蚀形貌进行系统分析。结果表明，随着腐蚀时间的延长，腐蚀速率呈现先上升后降低的变化趋势。在腐蚀12 h内WC涂层能对2A12进行有效保护，但随着腐蚀时间增加，腐蚀离子渗透进入基体，在涂层表面出现大量腐蚀产物，且制备WC涂层后，其腐蚀电流密度由3.53×10－4 A/cm2(2A12)，下降到4.77×10－6 A/cm2(2A12/WC)，可以对基材形成较好保护。然而，由于2A12铝合金与WC的线膨胀系数相差较大，且喷涂WC涂层中自身存在的空隙裂纹缺陷，为腐蚀离子进入基材提供通道，涂层在井下严苛环境中长时间(36 h)腐蚀后出现脱落失效。

MoS2涂覆与阳极氧化复合处理被广泛应用于螺栓等紧固件表面润滑，但尚未探究其在滨海地区腐蚀与高湿条件下的润滑性能演变规律。对MoS2涂层涂覆垫片和螺栓分别进行了3 500 h中性盐雾腐蚀，并测定腐蚀后垫片往复摩擦系数与螺栓扭矩系数，建立摩擦系数演变规律。结合摩擦形貌观察，揭示螺栓摩擦系数与扭矩系数变化内因，提出涂层盐雾腐蚀后摩擦磨损机制。结果表明，随腐蚀时间从0 h增加到3 500 h，表面涂覆MoS2涂层垫片在往复试验中平均摩擦系数变化较小，而阳极氧化加MoS2涂覆复合处理的样品摩擦系数腐蚀后显著下降；分析发现盐雾腐蚀会导致MoS2涂层氧化，形成硬质氧化物颗粒，导致犁削与磨粒磨损现象，使得涂层片状剥落，摩擦副与下层基体或氧化层接触，造成摩擦曲线变化；而表面阳极氧化处理能有效嵌藏氧化物颗粒，增强涂层稳定性。此外，盐雾腐蚀氧化也会引起螺纹、支撑面摩擦系数增加，从而导致总摩擦系数与扭矩系数升高。阳极氧化加MoS2涂覆复合处理螺栓在盐雾腐蚀环境下具有更好的低摩擦稳定性和服役可靠性，为滨海地区螺栓类紧固件的表面处理工艺优化及长效润滑防护提供了关键实验依据与理论支撑。

为了研究常用埋地结构钢在不同土壤环境中的腐蚀差异，为不同地区埋地材料选择提供理论依据，采用失重法、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)对比分析了Q355B钢在武汉与库尔勒典型土壤环境中的腐蚀性能、腐蚀形貌及腐蚀产物，结合电化学分析对比研究了Q355B钢在2种土壤中的腐蚀行为。结果表明:库尔勒土壤环境中Q355B钢为全面腐蚀，腐蚀更加严重，失重量约为武汉土壤的1.65倍；武汉土壤环境中Q355B钢局部点蚀更加严重，平均点蚀深度是库尔勒土壤的1.25倍；2种土壤中Q355B钢腐蚀产物主要为Fe的氧化物，包括α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4；土壤类型的不同导致了Q355B钢腐蚀产物保护性的不同。

为了提高NiCr基合金的硬度及耐磨性，采用熔化极活性气体保护焊方式分别堆焊WC和TiB2增强的NiCr基合金。通过金相显微镜、扫描电子显微镜以及能谱仪(SEM-EDS)对堆焊层进行微观形貌和成分分析，采用X射线衍射仪表征焊层的物相组成，用维氏硬度计测量焊层的显微硬度。结果表明:在WC和TiB2增强的NiCr基合金中，γ-Ni固溶体中分布着大量的M23C6和M7C3等碳化物，且WC和TiB2均有细化M23C6和M7C3晶粒的作用，因为TiB2颗粒比WC更细小，异质形核核心更多，所以其对晶粒细化作用更为显著；WC和TiB2的加入均提高了NiCr基合金的硬度，添加9%(质量分数)WC的NiCr基合金的硬度稍低于添加4%(质量分数)TiB2的NiCr基合金的硬度，后者平均硬度在载荷1 N、保载时间10 s的条件下为479～480 HV；不论是加入WC还是TiB2，焊层表面都有裂纹，焊层内部均有孔洞。

为研究原位聚合法制备的聚苯胺微胶囊后处理方式对涂层防护性能的影响，获得工艺操作简单、综合性能较好的镁合金防护涂层，对聚合所得微胶囊乳液分别采用未处理、洗涤、洗涤烘干3种方式处理后，加入到环氧树脂中制备涂层，通过铅笔硬度、柔韧性、电化学阻抗等对涂层的力学性能及防护性能进行研究，并与环氧清漆进行对比。结果表明:添加微胶囊后涂层的铅笔硬度由清漆的H增加到2H，耐冲击性和柔韧性没有变化。完好的环氧清漆涂层随着浸泡时间的延长，阻抗值迅速降低，480 h后基本失去保护作用。完好的添加洗涤处理的微胶囊涂层在1 200 h浸泡过程中阻抗值变化较小，维持在1010 Ω∙cm2以上；带缺陷的清漆涂层开始浸泡时阻抗值仅为108 Ω∙cm2，并随着浸泡时间延长迅速降低，而洗涤烘干处理和直接添加的带缺陷微胶囊涂层由于囊芯的修复作用，开始浸泡时的阻抗值接近于1011 Ω∙cm2，具有较好的防护性能。聚苯胺微胶囊的添加可以提高环氧涂层对镁合金的防护性能；对比发现，3种方式处理中，洗涤后再添加聚合所得微胶囊乳液，可使涂层获得更好的防护性能。

为了研究在机械能辅助下多种元素协同共渗的渗层性能，采用机械能助渗法在不同线速度下制备了多元锌合金渗层。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪以及显微硬度计对渗层的表面形貌、厚度、元素分布、物相以及硬度进行了表征，通过电化学工作站和多功能材料表面试验仪对渗层的耐蚀性能和耐磨性能进行了测试。结果表明:渗层中的物相有FeZn11、FeZn9、FeZn7、Al2O3以及MgZn2，渗层中的元素均匀地分布在渗层表面；渗层厚度随线速度的提高先升高后降低，在25 mm/s时达到最厚，为87 μm；渗层硬度受线速度影响较小，集中在400～420 HV0.1之间；当线速度为20 mm/s时，渗层的均匀性、致密性及综合耐蚀性能最好，对应的自腐蚀电位为－0.569 1 V，腐蚀电流密度为2.984×10－6 A/cm2；渗层的摩擦系数均在0.35左右，当线速度为25 mm/s时制备的渗层的摩擦系数最低，为0.32。

随着分段压裂技术的不断创新，高强度可溶材料在井下工具中的应用得到不断发展。高强度可溶材料在压裂完成后可自行溶解，省略了钻除工序，解决了目前分段压裂技术应用过程中钻塞相关难题。为探究可溶金属材料的溶解性能和影响可溶材料溶解速率的相关因素，对可溶铝基合金材料在模拟井下环境的不同周期、不同温度、不同地层水溶液中进行腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀后力学性能测试。通过宏观和微观形貌得出，可溶铝基合金在Cl－含量较高的地层水B中的腐蚀速率大于在地层水A中的。井下地层水高温高压反应釜试验后，随着温度的升高和时间的延长，材料的抗拉强度和屈服强度减小。本工作为由可溶铝基合金为原材料所加工成的可溶压裂工具能否满足井下工作环境的需求提供了理论依据。

针对某氧化铝厂单套预热器焊接接头的泄漏失效问题，利用宏观检查、化学成分分析、力学性能测试、金相组织分析、SEM及EDS测试分析裂纹成因，利用有限元分析受力状况。结果表明，裂纹在预热器法兰焊接接头附近的变径段多点起源、由内壁向外壁延伸，断口为典型的脆性沿晶断裂。失效模式为工作应力、焊接残余应力及碱性拜耳溶液的作用下的应力腐蚀开裂，失效机理为阳极溶解，并建立了应力、碱性环境下阳极溶解应力腐蚀开裂模型。最后，提出了改进焊接和热处理工艺、增设支吊架等措施，为拜耳法氧化铝生产装置的应力腐蚀开裂行为研究提供借鉴。

密封是高压电解水系统安全运行的核心。为了研究密封高分子材料的腐蚀行为，建立了高温快速评估(100 ℃酸性体系＋氢氛、氧氛，100 h)、高压长期评估(80 ℃酸性体系＋6～7 MPa氢氛、氧氛，1 000 h)实验方法，并对5种密封高分子材料进行腐蚀评估。结果表明，三元乙丙橡胶(EPDM)、氟橡胶(FKM)均存在化学降解、局部腐蚀问题；而聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)塑料腐蚀速率较低，具有均匀腐蚀特征。其中聚四氟乙烯(PTFE)塑料具有良好抗蚀效果，其复合结构有望解决高压电解水系统的腐蚀和组装的双重问题。

针对某油井在服役过程中J55油管自内壁发生腐蚀穿孔的问题，开展了系统的失效原因分析。通过对现场失效样品的宏观形貌观察、化学成分分析、金相分析、微观形貌及能谱分析和力学性能测试，并结合现场服役工况，确认了油管失效的机理。结果显示，油管穿孔失效主要是由于高温高压环境下发生的CO2腐蚀，井液中Cl－的存在进一步加速了腐蚀进程。油管本体的化学成分和力学性能均符合相关标准要求，金相及扫描电镜分析显示失效部位具有典型的CO2腐蚀藓状腐蚀和点蚀特征，在腐蚀产物中检测到FeCO3颗粒。能谱分析表明，腐蚀坑内壁富集有C、O、Cl、Si、Fe等元素，结合井液水质分析，证实高矿化度及HCO3－含量升高是加剧腐蚀的关键因素。进一步分析发现，现行标准中仅对J55、N80和P110级钢油管的P、S含量进行限定，缺乏金相及腐蚀性能要求，且J55钢管多采用无国内标准对应的37Mn5(36Mn6)钢制造，标准适用性存在不足。针对上述问题，建议根据井下特殊腐蚀环境，选用耐CO2腐蚀性能更优的油管产品，并定期添加高效缓蚀剂。同时，建议在相关标准修订时，增加各钢级对应的牌号及金相、腐蚀性能等技术要求，以提升油管在复杂工况下的服役寿命和安全性。