碳捕集与封存技术能够大幅度减少碳排放量,被国际上广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的最关键技术之一。鉴于成本与输送效率,通常采用管道运输CO₂。由于CO₂气源来自于不同产业如电厂、化工厂、煤矿等,其不可避免的含有微量杂质组分,这些都是诱发CO₂输送管道发生潜在腐蚀的重要因素。近年来关于杂质对CO₂输送管线腐蚀行为影响的研究较多集中于杂质种类及杂质浓度等因素,然而输送过程中环境因素变化如温度、压力、流速等对腐蚀行为也会产生影响,因此有必要针对输送过程环境因素对腐蚀行为造成的影响进行研究。本文以X65钢为实验材料,建立含H₂S杂质的互溶度热力学模型,通过腐蚀模拟实验和现代表面分析技术相结合等方法,系统研究了含饱和水的超临界CO₂-H₂O-H₂S体系内管线不同部位及饱和含水量、温度及压力变化和流速对X65钢腐蚀行为的影响。主要研究结果如下:（1）以Redlich-Kwong热力学状态方程为基础,结合CO₂-H₂O互溶度热力学模型建立超临界CO₂-H₂O-H₂S体系的互溶度热力学模型。计算结果表明:含H₂S杂质的超临界CO₂-H₂O体系中水相溶解度变化规律与无杂质时趋势一致,在加入1000 ppmv H₂S杂质时,体系中水相溶解度出现降低趋势。杂质H₂S的加入能够改变水相在超临界CO₂流体中的溶解度,促进水相析出。（2）在含1000 ppmv H₂S,温度50℃,压力8MPa的饱和水超临界CO₂-H₂O-H₂S体系中X65钢在腐蚀48h后,模拟管线顶部试样腐蚀速率高于侧壁与底部试样。随着腐蚀时间延长至120h,X65钢表面形成的腐蚀产物膜厚度与致密性都有所增加,顶部试样腐蚀速率逐渐与模拟管线其他部位腐蚀速率一致。X65钢的平均腐蚀速率随着超临界CO₂-H₂O-H₂S体系饱和水含量的增加呈对数增长趋势。（3）在含1000 ppmv H₂S的水饱和超临界CO₂-H₂O-H₂S体系中,X65钢在温度35℃、压力8MPa时腐蚀最严重。利用腐蚀速率随温度及压力变化的变化率衡量腐蚀敏感程度,结果表明温度变化对X65钢在超临界CO₂-H₂O-H₂S体系中腐蚀影响较小,腐蚀速率对体系压力变化更为敏感,随着压力的增加,腐蚀敏感度逐渐下降。计算腐蚀体系的密度发现,腐蚀体系的密度值与腐蚀速率在不同条件的变化规律一致,然而CO₂在临界温度与压力热力学性质的高敏感性使得温度35℃、压力8MPa时的腐蚀速率不满足这一变化趋势。（4）在含1000 ppmv H₂S及10g H₂O的超临界CO₂-H₂O-H₂S体系中,X65钢平均腐蚀速率随流速呈先增大后减小的变化趋势。X65钢表面微观腐蚀产物膜形貌附着的球形FeS晶体尺寸随流速增大先增加后减小,在流速为1m/s时球形腐蚀产物分布致密、尺寸均匀。腐蚀产物中FeS的相对含量随流速变化规律与球形FeS腐蚀产物尺寸随流速变化规律一致。腐蚀体系中超临界CO₂流体的密度与黏度系数在温度35℃,压力区间7.5MPa至8.5MPa内出现急剧增加,X65钢在超临界CO₂-H₂O-H₂S体系中形成的壁面剪切力不足以将形成的腐蚀产物膜剥离,但会对腐蚀产物膜的形貌特征造成影响,形成龟纹状的腐蚀特征。