【研究室总体介绍】
工业环境腐蚀与控制研究室依托国家材料腐蚀与防护科学数据中心、北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室以及“腐蚀与防护”教育部重点实验室等研究平台围绕石油、化工、电力、航天、钢铁等领域，以国家战略、重大工程、工业应用需求为牵引，开展材料腐蚀与防护应用基础研究。研究重点包括以下五个研究方向：力学-化学-微生物-电场等多场耦合作用下前沿腐蚀机理与理论、多元气相-固相-冶金相交互作用行为与机理、严酷环境先进耐蚀材料、阴极保护与杂散电流干扰屏蔽技术、远程/智能工业腐蚀监测和检测技术等。本研究室建成国内首家获中国船级社认可、具有国家CNAS和CMA资质的耐蚀钢腐蚀实验室，具有各种工业腐蚀实验室或研究型腐蚀实验室的设计和建造能力，同时负责国家材料腐蚀与防护科学数据中心材料土壤腐蚀测试与研究平台的建设和管理。近年来本研究室人员承担国家科技部重点项目、国家自然科学基金项目11项，国家重点研发计划重点国际合作项目1项，国家开放实验室2项，参与“973”、“863”项目、国家重点研发计划、国家科技基础条件平台项目12项，承担校企合作科研项目近百项。
研究室人员在Nature、Corrosion Science等学术期刊发表SCI学术论文500余篇，被引用6000余次；出版学术专著16部，教材4部，获得专利25件，参与制定国家标准4项，行业标准2项，团体标准52项。研究成果获得省部级科技进步一等奖等奖5项、研究成果获省部级科技进步奖一等奖4项、二等奖6项，三等奖1项；获中国腐蚀与防护学会一等奖6项；成果鉴定10余项。研究成果大量在企业和行业获得推广应用，产生了重大的社会和经济效益。
现有教授3人、副教授1人（博士导师3人、硕士导师1人），在读研究生45人；累计培养了180余名高素质的博士和硕士研究生，他们工作在国内外知名高校和研究所，以及中石化、中石油、国家电网、首汽、宝钢等国内大型企业，为工业环境腐蚀与控制的发展做出了重要贡献。研究室常年与Massachusetts Institute of Technology、Oak Ridge National Laboratory、Ohio State University、Nanyang Technological University、University of Alberta、Vrije Universiteit Brussel、Ohio University、University of Calgary、NACE International、ECF等国际知名高校或机构保持密切联系，具有重要的国际影响力和合作条件。
【研究室成员介绍】
杜翠薇 刘智勇 柳伟 曹备
【研究室主要研究方向】
2. 多元气相-固相-冶金相的腐蚀交互作用行为与机理
3. 材料土壤腐蚀数据积累与评价技术
4. 严酷环境耐蚀材料与腐蚀寿命评估
5. 阴极保护与杂散电流干扰
6. 智能/远程腐蚀监检测技术
【研究室主要研究内容及科研成果】
（1）材料土壤环境腐蚀试验研究及腐蚀数据工程应用
在我国40种土壤中以及英国、新加坡、加拿大、泰国等国对应土壤中建立了试验站点，投试了423种材料5.2万件试样，并开展了大规模的实验室模拟研究，完成了历史上规模最大的实土埋样腐蚀科学野外观测试验；首次发现了碳钢、不锈钢、铜和铝在我国四十种土壤环境下的长期平均腐蚀速率与最大点蚀深度的演化规律，以及高强钢在我国酸性土、盐渍土和中性土壤环境中的应力腐蚀开裂机制；阐明了土壤电阻率、含水量、土壤pH值、土壤质地、氧化还原电位、管地电位、含盐量和Cl-含量等八个关键环境参数的竞争耦合作用诱发金属腐蚀萌生与演化新机理。研究成果被3项国家标准《GB/T 30582-2014 基于风险的埋地钢质管道外损伤检验与评价》、《GB/T 19285-2014 埋地钢质管道腐蚀防护工程检验》和《GB/T 39637-2020金属和合金的腐蚀 土壤环境腐蚀性分类》标准采用，已经广泛应用于西气东输、南水北调、城市燃气和给排水等工程的埋地管道防腐蚀工程中，产生了重大的经济和社会效益。
土壤环境腐蚀试验站（点）与数据积累
（2）力学-化学-微生物-电场相互作用下腐蚀机理与理论研究
重点围绕严酷工业环境下材料在力学-化学-电化学-微生物-电场等多因素耦合作用下材料失效及其寿命预测问题，开展了长期体统的研究。在国际上首次提出了应力腐蚀的非稳态电化学理论，揭示了应力腐蚀“起始-扩展-失效” 过程的力学-电化学本征规律及控制因素，建立了应力腐蚀剩余寿命的电化学模型，开辟了应力腐蚀机理与应力腐蚀寿命快速预测理论研究的新领域。该成果被纳入国标《GB/T 36676-2018 埋地钢质管道应力腐蚀开裂外检测方法》中，得到工业界广泛应用。
应力腐蚀非稳态电化学理论与寿命预测方法
（3）多元气相-固相-冶金相的腐蚀交互作用行为与机理
针对石油、化工、深海、核电和新能源领域普遍存在的多元多相介质共存、超温、超压（超临界）、超高浓度、苛刻应力载荷等复杂苛刻环境腐蚀问题，建立了多个系列的实验室测试和研究平台，开展了系统的相关研究，积累了大量的研究和实验室建设经验。研究了系列碳钢、低合金钢、不锈钢、镍基合金等在不同严酷环境下的腐蚀行为机理及关键影响因素，明确了腐蚀产物膜微观结构及演化过程的主控机制及其对腐蚀行为的影响机制，建立了基于冶金相微观结构-微观电化学动力学耦合机制的腐蚀微纳米起源机制和跨尺度腐蚀演化模型，并原位测量了冶金微观结构的腐蚀微区电化学行为与应力腐蚀的关系。相关研究结果在腐蚀寿命评估、严酷环境下工业设计及选材方法、失效分析等方面得到了广泛应用。
纳米-微纳-微米等不同尺度下严酷环境腐蚀演化特征分析
（4）严酷环境耐蚀合金设计理论与开发
针对石油、化工、热带海洋及深海、核电和新能源领域的苛刻腐蚀环境对高性能耐蚀材料的需求，开展了系列化高性能耐蚀合金的设计理论研究与开发实践工作，提出了基于严酷服役环境腐蚀失效逆向机制的耐蚀合金设计理论，开发了微合金化、低合金化、主合金化和高熵合金等系列化高性能耐蚀合金原型品种，部分成果已在鞍钢、首钢和南钢等企业推广应用。相关成果获江苏省和北京市技术发明奖一等奖各1项。
所开发的部分耐蚀材料举例
（5）智能/远程腐蚀监检测技术
针对严酷工业环境局部腐蚀严重、监测和检测困难等工程实际需求，开发了基于大数据、无人机、爬行机器人技术的智能远程腐蚀检测技术，以及针对均匀腐蚀、腐蚀环境敏感度和应力腐蚀等的大数据监测专用探针和系统，相关技术在多个领域已取得大量应用，并申请国际发明专利1项。
所开发的腐蚀监检测技术举例——应力腐蚀探针技术
部分科研获奖
1.北京市技术发明一等奖，高性能低合金耐蚀钢系列钢种研制及应用成套技术，2020；
2.教育部科技进步一等奖，材料环境腐蚀数据信息系统创新与工程应用，2016；
3.山东省科技进步一等奖，材料海洋环境腐蚀数据积累、规律和共享服务，2016；
4.中国机械工业科学技术科技进步一等奖，材料自然环境腐蚀野外科学观测平台建设与试验技术工程应用，2016；
5.江西省科学技术奖二等奖，金属材料酸性土壤腐蚀数据积累与规律研究及其工程应用，2016；
6.中钢协冶金科学技术二等奖，钢铁材料环境腐蚀评价技术体系建设及工程应用，2015；
7.北京市自然科学三等奖，管线钢土壤应力腐蚀机理与关键环境影响因素作用规律基础研究，2015；
8.中国腐蚀与防护学会科技进步一等奖，典型石油化工材料在H2S环境下的腐蚀机理与规律研究，2011；
9.中国腐蚀与防护技术进步一等奖，基于埋地钢质管道腐蚀风险的土壤腐蚀性综合评价方法，2013；
10.中国腐蚀与防护技术发明一等奖，材料环境加速腐蚀试验新技术，2015；
11.中国腐蚀与防护学会科技进步一等奖，管线钢综合阴极保护技术及工程应用，2017；
12.国家安全生产监督管理总局第五届安全生产科技成果奖一等奖，埋地钢质管道外腐蚀检测评价技术研究，2011；
13.中国石油和化工自动化应用协会科技进步一等奖，埋地钢质管道外腐蚀检测综合评价关键技术及工程示范，2010；
14.国家质量监督检验检疫总局科技兴检奖三等奖，埋地钢质管道土壤腐蚀性检测评价方法，2012；
15.全国建材行业技术革新奖二等奖，埋地PCCP管防腐集成技术研究，2013。
出版著作
[1] 典型材料油气田腐蚀实验评价方法；
[2] 石油工业环境典型应力腐蚀案例与开裂机理；
[3] 材料腐蚀学科发展报告；
[4] 高分子材料自然环境老化规律与机理；
[5] 译（Derek Hull著）, 断口学；
[6] 金属大气腐蚀初期行为与机理；
[7] X70钢的腐蚀行为与试验研究 ；
[8] 腐蚀试验方法与防腐蚀检测技术；
[9] 现代表面工程设计手册；
[10] 防腐蚀表面工程技术；
[11] 腐蚀工程手册；
[12] 电力设施腐蚀与控制；
[13] 电化学保护和缓蚀剂应用技术；
[14] 阴极保护和阳极保护：原理技术和工程应用；
[15] 新世纪水工桥梁结构腐蚀控制；
[16] 地下管道腐蚀控制与检测评估；
教材
[1] 腐蚀试验方法及监测技术；
[2] 材料腐蚀与防护概论；
[3]《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》宣贯教材；
[4] 防腐蚀监理工程师应用手册。
部分承担科研項目
(1) 国家重点研发计划战略性国际科技创新合作重点专项，东南亚海洋工程用先进钢铁材料制备与防护关键技术研究，主持；
(2) 国家自然科学基金面上项目，硝酸盐还原菌作用下X80高强管线钢应力腐蚀行为与机理研究，主持；
(3) 国家自然科学基金面上项目，交流电/应力场耦合对X80钢SCC裂纹萌生与发展的影响机理，主持；
(4) 国家自然基金面上项目，埋地高强管线钢焊接接头显微组织的微区电化学研究，主持；
(5) 国家自然科学基金钢铁联合项目，泥浆附着对镀锌钢板局部腐蚀影响规律与机理研究，主持；
(6) 国家自然科学基金面上项目，酸性湿气腐蚀中O2与H2S交互作用机制，主持；
(7) 国家自然科学基金面上项目，高强管线钢土壤环境应力腐蚀裂纹尖端非稳态电化学行为与机理，主持；
(8) 国家自然科学基金面上项目，基于纳米-原子尺度材料微观表征技术的应力腐蚀的位错电化学行为与机理，主持；
(9) 国家自然科学基金青年基金，西北土壤环境中碳钢缝隙腐蚀机理及行为预测，主持；
(10) 国家高技术研究发展计划（863计划）子课题，CO2驱油提高石油采收率与封存关键技术研究，主持；
(11) 国家重点研发计划重点专项子任务，多场耦合服役环境下抗震耐蚀耐火钢的材料设计理论研究，主持；
(12) 国家重点研发计划重点专项子任务：地下管道金属损失规律、检测及超期服役寿命预警技术研究，主持；
(13) 国家自然基金十五重大项目子课题，典型土壤环境中带涂层缺陷管线钢腐蚀行为规律与机理研究，主持；
(14) 国家973项目，海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究，参加；
(15) 国家973项目（二级课题），材料在自然环境中的模拟加速实验方法研究，主持
(16) 教育部基础科研业务费人才基金，钢铁材料腐蚀的相电化学关键基础问题研究，主持；
(17) 国家973项目（二级课题），高强韧耐海洋大气腐蚀超细复合组织钢的研究，主持；
(18) 国家“863”项目，抗CO2－H2S腐蚀13Cr型低成本油井管的开发和利用，参加
(19) 国家“863”项目，高强度耐海洋大气腐蚀海洋工程用钢组织、性能控制技术及应用，参加；
(20) 国家自然科学基金重点项目，高强度管线钢土壤腐蚀的关键影响因素及机理研究，参加；
(21) 国家自然科学基金重点项目，耐多相流腐蚀的金属材料及作用机制，参加；
(22) 国家自然科学基金重点项目，金属材料在高温高压多相介质中的腐蚀研究，参加；
(23) 质检公益性行业科研专项，埋地管道泄露事故分析与事故应急关键技术研究，参加。国家“十一五”支撑计划课题，生命线工程和特种安全保障关键技术及工程示范， 参加；
(24) 国家科技基础条件平台，国家材料自然环境腐蚀实验台网建设，参加；
(25) 科技部基础条件平台项目，国家材料环境腐蚀野外站建设与资源共享，参加；
(26) 所承担的重要横向科研项目包括中石油中青年创新基金项目“显微组织对CO2局部腐蚀行为影响的本征机制研究”、中海油田服务公司“防砂筛管冲蚀腐蚀及挡砂性能”系列项目、中海油田服务公司“腐蚀环境下耐蚀合金及橡胶材料研究”、中海油能源发展有限公司“番禺油田海管冲刷腐蚀研究”，中国海洋石油总公司十五重大项目等科研项目等。
