多相流是在流體力學(xué)，物理化學(xué)，傳熱傳質(zhì)學(xué)，燃燒學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科 , 對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著十分重要的作用 , 它廣泛存在于能源、動力、石油化工、核反應(yīng)堆、制冷、低溫、環(huán)境保護(hù)及航天技術(shù)等許多工業(yè)部門。因此，雖然多相流的發(fā)展歷史只有短暫的幾十年，但由于油氣水多相流檢測技術(shù)的研究具有重要的理論和工程意義，發(fā)展腳步很快。尤其是在 20 世紀(jì) 50 年代以來 , 由于石油化工行業(yè)中高參數(shù)的引入 , 以及對環(huán)境保護(hù)的日益重視 , 在一定程度上大大地促進(jìn)了多相流研究及其應(yīng)用的發(fā)展。近年來，由于生產(chǎn)實(shí)際的迫切需求，油氣水多相流腐蝕研究在我國得到了高度重視，多家研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)致力于相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。近幾年石油管道中的多相流腐蝕與防護(hù)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r以及未來的發(fā)展趨勢如何？記者采訪了本屆海洋材料與腐蝕防護(hù)大會的特邀報(bào)告人、北京科技大學(xué)首席教授、博士生導(dǎo)師路民旭，路教授是 NACEFellow、NACE 認(rèn)證的陰極保護(hù)專家，中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會副理事長，長期從事油氣田高溫高壓 H 2 S 和 CO 2 腐蝕，陰極保護(hù)和交直流干擾，管道完整性和安全評估，環(huán)境敏感斷裂（應(yīng)力腐蝕、氫脆和腐蝕疲勞）等領(lǐng)域的研究。下面請跟隨記者進(jìn)入對路教授的精彩訪談。

    記者：您作為腐蝕屆的專家，請您談?wù)勗谑凸艿乐卸嘞嗔鞲g與防護(hù)近幾年的發(fā)展趨勢 ?

    路教授：工業(yè)生產(chǎn)中的許多腐蝕問題是由多相介質(zhì)流動所造成，石油管道的多相流主要是氣相、液相（包括水相和烴相）和固相（固體沙粒）多相共存且流動的多相流，而且往往還處在高溫和高壓的流動狀態(tài)。與單相介質(zhì)腐蝕相比，多相介質(zhì)腐蝕情況比較復(fù)雜，以水 - 烴兩相存在的情況為例，當(dāng)油水比大于 30% 的情況時，一般存在油包水的情況，腐蝕速率較低；但當(dāng)油水比小于 30% 的情況時，則會出現(xiàn)水包油的情況，腐蝕速率較高。

    有關(guān)高溫高壓多相流腐蝕研究，國內(nèi)外已進(jìn)行了不少研究。例如建立了可以對高溫高壓含 CO 2 和 H 2 S 的狀態(tài)進(jìn)行模擬的腐蝕試驗(yàn)裝置和設(shè)備；基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論研究，建立了不少的腐蝕預(yù)測模型和軟件；對于如何控制石油管道的多相流腐蝕，也從流型流態(tài)設(shè)計(jì)和緩蝕劑應(yīng)用等方面提出了不少控制措施。但是對于高溫高壓多相介質(zhì)這樣的復(fù)雜體系中的腐蝕，因其復(fù)雜性和高難度，迄今為止的研究結(jié)果還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。

    未來的多相流腐蝕研究預(yù)期會從如下幾個方向繼續(xù)展開研究：1. 能夠進(jìn)行氣、水、油、固組成的典型的兩相、三相和四相的大管徑多相流腐蝕模擬試驗(yàn)裝置的建立；2. 能夠模擬高流速、高沖刷、沙沉積、頂部凝結(jié)等高溫高壓特殊極端工況條件下的材料選擇和緩蝕劑評價模擬試驗(yàn)裝置的建立；3、各種高溫高壓含 H 2 S 和CO 2 環(huán)境條件下的試驗(yàn)選材評價方法和緩蝕劑評價方法的建立；4、各種高溫高壓多相流環(huán)境下的腐蝕壽命預(yù)測模型的建立；5、流固耦合過程中流體力學(xué)、薄膜斷裂力學(xué)和電化學(xué)動力學(xué)的交互作用行為和機(jī)理研究。

    記者：請您談?wù)勗谑凸艿乐卸嘞嗔鞲g與防護(hù)出現(xiàn)了哪些關(guān)鍵性的技術(shù)？這些關(guān)鍵性技術(shù)的出現(xiàn)，對于管道防腐蝕具有怎樣的意義？

    路教授：在石油管道的多相流腐蝕方面，近年來也有了很大的發(fā)展。

    例如在我們北京科技大學(xué)，已經(jīng)在建立高溫高壓高流速的沖刷腐蝕試驗(yàn)裝置，用于高流速高沖刷環(huán)境的緩蝕劑的篩選和緩蝕劑加注濃度的確定，建立了高溫高壓頂部腐蝕模擬試驗(yàn)裝置，可以通過模擬試驗(yàn)獲得頂部腐蝕速率和評估頂部腐蝕爆裂的風(fēng)險。此外我們學(xué)校還在建立具有系列管徑的大尺寸模擬試驗(yàn)裝置，為更好地認(rèn)識多相流的腐蝕規(guī)律和行為提供試驗(yàn)手段。當(dāng)然國內(nèi)中石油的西南油氣田分公司和中石化普光氣田還在油氣生產(chǎn)的井口建立了腐蝕試驗(yàn)裝置，謀求獲得和認(rèn)識現(xiàn)場真實(shí)環(huán)境中的腐蝕規(guī)律，這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果一是可以作為室內(nèi)模擬試驗(yàn)的補(bǔ)充，二是可以對室內(nèi)模擬試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校核。

    另一方面，就是如何進(jìn)行多相流腐蝕控制。多相流腐蝕是一個復(fù)雜的問題，除了從材料選擇方面進(jìn)行控制之外，另一個就是設(shè)法開發(fā)和篩選有效的緩蝕劑。而緩蝕劑往往又和阻垢、防蠟等其他一些問題交織在一起。這樣如何開發(fā)和選擇既能阻垢、防蠟，又能防止腐蝕發(fā)生的復(fù)合型化學(xué)藥劑就是一個很繁重的任務(wù)。在這方面，國內(nèi)外都有很多進(jìn)展，時間關(guān)系，在這里就不展開來講，感興趣的可以另外專題討論。

    記者：在您多年從事的多相流腐蝕與防護(hù)的科研經(jīng)歷中，請您分享一下對您的科研成果，或?qū)δ∠笊羁痰目蒲邪咐@些科研成果或案例取得了怎樣的社會效益或經(jīng)濟(jì)效益？

    路教授：近二十多年來，從事多相流腐蝕與防護(hù)的研究，可以說取得了不少成果，有很多成果已經(jīng)在石油工業(yè)的實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用。例如基于多相流腐蝕研究，開發(fā)了石油工業(yè)多相流動環(huán)境中的選材規(guī)則和選材流程，開發(fā)了海底管道頂部腐蝕的腐蝕預(yù)測模型和預(yù)測軟件，這些都在中海油深海海底管道的選材和管道壁厚設(shè)計(jì)中得到了很好的應(yīng)用。還有，利用所開發(fā)的高溫高壓高氣體流速環(huán)境緩蝕劑的選擇方法和加注濃度的確定方法，確定了油氣田所用緩蝕劑和加注濃度，已經(jīng)用在了中海油陵水深海海底管道的設(shè)計(jì)中。所建立的高溫高壓 CO 2 腐蝕速率預(yù)測模型，已經(jīng)用于大慶徐深氣田開發(fā)過程中油井管的選材與油井服役的風(fēng)險評估和控制。這些成果的應(yīng)用，都取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

    記者：您多次擔(dān)任分會場主席，請您展望一下就您主持的分會場在第九屆全國腐蝕大會的學(xué)術(shù)討論中出現(xiàn)了哪些新特點(diǎn)？給與會者帶來了哪些亮點(diǎn)？

    路教授：能源是支撐國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。在石油工業(yè)方面，我們國家最近有不少利好消息，除了頁巖油和頁巖氣在我們國家發(fā)展很快之外，最近我們國家在中國南海有關(guān)可燃冰的開發(fā)，也取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。此外我們國家核電、火電、水電、風(fēng)電等行業(yè)發(fā)展也都很快，這些行業(yè)都存在著許許多多的氣液、液固、氣液固等等兩相、三相或四相的多相流腐蝕問題，其中有些多相流腐蝕問題依然是阻礙這些行業(yè)進(jìn)行材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行的主要問題。而近些年來國內(nèi)學(xué)者在這些方面從不同角度都取得了不少進(jìn)展，期望會議的有關(guān)報(bào)告能夠給與會者提供一些新的結(jié)果和新的亮點(diǎn)，也期望能夠?qū)ξ覈磥矶嘞嗔鞲g的研究提供一些新的視角和新的啟迪。

    記者：請您談?wù)剬?2017 第四屆海洋材料與腐蝕防護(hù)大會的期許和建議？

    路教授：眾所周知，我們國家經(jīng)濟(jì)仍然在可持續(xù)地高速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)是全球第二大經(jīng)濟(jì)體，相信不久將會成為全球第一大經(jīng)濟(jì)體。

    而且隨著一帶一路的戰(zhàn)略布局，我們國家在國際舞臺上將會扮演越來越重要的角色。這幾年參加 NACE 會議和ASME會議，可以明顯地感覺到，我們國家在這些大型的國際會議上的報(bào)告越來越多，而且受到重視的程度在日趨提高。這也彰顯我們國家在腐蝕與防護(hù)研究領(lǐng)域的研究投入在增加，研究成果的數(shù)量和水平在增加。作為兩年一屆的腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域腐蝕研究科學(xué)家、腐蝕工程師以及腐蝕管理者的在我國最大的交流平臺，期望能夠見到更多精彩的報(bào)告，期望這屆大會能夠?qū)ξ覀儑腋g與防護(hù)領(lǐng)域未來的發(fā)展起到巨大的促進(jìn)作用。

    后記：

    多相流技術(shù)發(fā)展到今天，盡管已經(jīng)建立了若干相關(guān)流量模型，也構(gòu)建了各種應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際測量系統(tǒng)。未來，多相流腐蝕研究將實(shí)現(xiàn)多相流腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置的建立，特殊極端工況條件下的材料選擇和緩蝕劑評價模擬試驗(yàn)裝置的建立；各種高溫高壓含 H 2 S 和 CO 2 環(huán)境條件下的試驗(yàn)選材評價方法和緩蝕劑評價方法的建立等等，相信這些將使多相流技術(shù)領(lǐng)域里出現(xiàn)眾多新的研究思路，推動多相流腐蝕與防護(hù)向深度和廣度發(fā)展！

    ●  人物簡介

    路民旭，北京科技大學(xué)首席教授，博士生導(dǎo)師。NACEFellow，NACE 認(rèn)證陰極保護(hù)專家。中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會副理事長，ASME 管道部中國分部主席，NACE 北京分會副主席。先后承擔(dān)過各種科研項(xiàng)目 150 余項(xiàng)，發(fā)表與合作發(fā)表論文 300 余篇，出版著作 10 種，獲得省部級以上和國際獎勵 10 余項(xiàng)，授權(quán)國家發(fā)明專利 40 余項(xiàng)，作為大會主席組織過多次大型國際會議。研究領(lǐng)域包括：油氣田高溫高壓 H 2 S 和 CO 2 腐蝕，陰極保護(hù)和交直流干擾，管道完整性和安全評估，環(huán)境敏感斷裂（應(yīng)力腐蝕、氫脆和腐蝕疲勞）等領(lǐng)域。