本文概述了天然气管道的国内外研究现状及发展趋势，分析了天然气管道内腐蚀的原因，综述了解决天然气管道腐蚀的主要方法和途径。在此基础上，本文在实验室规模上模拟含硫天然气对其管道的腐蚀与防腐，研究硫化钠对 X系列钢材的腐蚀，不仅考察含硫介质对 X系列钢材的腐蚀性质的影响，而且筛选出了四种缓蚀剂，以防治硫介质对X系列钢材的腐蚀，同时将重点考察缓蚀机理。　　本文以西气东输工程的天然气管线钢为研究背景材料，首次将四种X系列钢材（X56、X60、X70、X80）进行对比研究，通过极化曲线和电化学阻抗谱法等电化学测试方法研究了不同Na2S浓度、不同温度、不同浸泡时间和一定量氯离子等因素对四种钢材腐蚀性能的影响，并对四种钢材进行了对比分析。不仅给出了不同型号X型钢材间的腐蚀性质的区别，同时还对几种影响腐蚀反应的因素进行了讨论。现总结如下：　　X系列钢材在不同Na2S浓度介质中、不同温度以及不同浸泡时间下，均随着Na2S浓度的增加，温度的增加以及浸泡时间的增加，自腐蚀电位负移，腐蚀加剧。用氮气排除氧气后的X80钢的自腐蚀电流也远小于没排氧的自腐蚀电流。这说明在Na2S溶液中，氧气参与了反应，铁离子失去的电子被氧气所获得。氧气的存在，加速了 X系列钢材的腐蚀。但是，在实验所取的浓度下，一定量的氯离子加入，反而导致了X系列钢材的腐蚀受到抑制。　　在对X系列钢材的对比研究中发现，无论是改变Na2S浓度、改变温度、改变浸泡时间还是添加一定量的氯离子，X系列钢材均呈现出一定的规律，即材料抗腐蚀能力与钢材的级别数呈正比，其抗腐蚀能力为X80>X70>X60>X56。　　再者，X70和X80钢的腐蚀情况相接近，X56和X60钢的腐蚀情况相接近，而X70和X80钢的抗腐蚀能力远远优于X56和X60钢。　　目前，选用无毒环保型的缓蚀剂已经成为当今缓蚀剂科学的发展趋势。　　本文运用失重法、极化曲线法和电化学阻抗谱法首次将苯并咪唑、2-氨基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑和硅酸钠4种缓蚀剂的缓蚀效果进行了对比测试，同时通过吸附模型的建立等理论分析，研究了上述4种缓蚀剂对 X65和X80钢材在0.5mol/LNa2S溶液中的缓蚀机理。不同缓蚀剂对X系列钢材缓蚀效果的对比性研究报道甚少，因此，这也是本章实验的创新点之一。现总结如下：　　苯并咪唑和2-氨基苯并噻唑在0.5mol/LNa2S溶液中均对X65和X80钢有较好的缓蚀效果。同时，X65和X80钢均在同一浓度下缓蚀效率达到最高，且缓蚀规律都是一致的。苯并咪唑、2-氨基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑和硅酸钠均属于复合型缓蚀剂。在X65和X80钢表面的吸附均符合Langmiur吸附等温模型。且吸附自由能DGo的绝对值均介于20～40之间。说明这些缓蚀剂分子在X65和X80钢表面的吸附是化学吸附和物理吸附共同作用的结果。　　对比四种缓蚀剂发现：就三种有机缓蚀剂对 X65钢的作用来看，缓蚀效果为2-巯基苯并噻唑>2-氨基苯并噻唑>苯并咪唑。对X65钢的腐蚀速率为2-巯基苯并噻唑<2-氨基苯并噻唑<苯并咪唑。就缓蚀剂的用量来讲，2-巯基苯并噻唑仍然是以最少的用量达到最佳的缓蚀效果，其用量关系为2-巯基苯并噻唑<2-氨基苯并噻唑<苯并咪唑<硅酸钠。　　△G可以反映出缓蚀剂在钢材表面的吸附程度和趋势，其△G值越负越有利于吸附，四种缓蚀剂的△G值关系为2-巯基苯并噻唑<2-氨基苯并噻唑<苯并咪唑<硅酸钠，这与前面的缓蚀效果的关系相一致，因此，不难发现，缓蚀剂吸附的形式可以影响其缓蚀效果。且具有决定性作用的应该是S原子。对于X系列钢材来讲，选用含有S原子的有机缓蚀剂效果较佳。