海上油气平台是开发海洋油气资源最重要的设备,其支撑结构通常要跨越海水温跃层。海水温跃层中温度、溶解氧等腐蚀因子在纵向上变化剧烈,使海洋油气平台支撑结构发生严重的腐蚀,缩短了海上油气平台的服役寿命,并造成了巨大经济损失。目前长尺金属在海水温跃层中的腐蚀特征和机理尚不清楚,并且开展实海温跃层金属腐蚀研究存在很多困难。在此基础上,自主设计制作了一种海水温跃层模拟与测量装置,并结合海水化学元素测定方法和金属腐蚀研究方法在模拟海水温跃层中进行了腐蚀实验,本研究主要内容包括以下几个部分:（1）海水温跃层模拟与测量装置的设计制作。以海水温跃层中油气平台支撑结构的严重腐蚀为研究背景,自主设计了一种海水温跃层模拟与测量装置,该装置包括主体结构、温控系统和取样系统三个部分。通过温控系统控制海水顶部与底部的温度,使其在主体结构内生成模拟海水温跃层,通过取样系统取出模拟海水温跃层不同深度的海水样品,用于理化参数的测定。（2）模拟海水温跃层理化参数的测定。模拟海水温跃层需要测定的理化参数包括温度、pH值、溶解氧和营养盐。温度通过温控系统实时测量并记录,pH值、溶解氧和营养盐采用化学方法测定。（3）模拟海水温跃层金属腐蚀研究技术。海水温跃层纵向跨度大,为了研究长尺金属在海水温跃层中的腐蚀行为,自主设计了一种可拆卸链式电极。通过链式电极在模拟海水中的暴露实验,借助电化学测实技术、腐蚀形貌观察和失重计算研究金属在海水温跃层中的腐蚀特征和机理。为了验证模拟体系的有效性,以我国研制的E690高强钢为实验材料开展了长尺金属在模拟海水温跃层中的腐蚀研究,主要结论如下:（1）在实验过程中,除三氮外,溶解氧、温度、pH、活性硅酸盐、磷酸盐均呈现梯度变化,其变化趋势与真实海水温跃层中的变化基本一致。（2）在整个实验过程中,链式电极中均存在电偶腐蚀。在第1阶段（0至14d）电偶腐蚀不是引起腐蚀的主要原因;在第2阶段（14至27d）,链式电极中形成了宏观腐蚀电池,电偶腐蚀对整体的腐蚀具有重要影响;在第3阶段（27d至66d）,为大阴极小阳极腐蚀模式,电偶作用使得小阳极发生严重的腐蚀。（3）由于电偶作用对阴极区的保护作用有限,且腐蚀产物疏松,对基体没有保护作用,使得阴极区电位较负的电极也发生了较为严重的腐蚀。本模拟装置的研制拓展了金属在海洋环境下的腐蚀研究范围,可为海工装备的设计、选材以及制定防腐标准提供理论依据和数据支持。