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在原油开采生产过程中,集输管线内普遍存在的腐蚀、生垢、结蜡等表面问题是长期困扰世界石油工业的难题。然而,新兴发展的超声表面滚压处理(Ultrasonic surface rolling process,USRP)技术为这一管线钢表面难题的化解提供了新选项,为检验USRP技术是否具有在管线钢表面构建良好耐蚀、防蜡、阻垢效果的可行性,研究选择A3碳钢与316L不锈钢为对象,利用表面完整性表征、失重腐蚀、电化学测试、阻垢与防蜡试验等测试手段,系统地考察了这一表面技术对两类管线钢的表面完整性影响及这一处理与耐蚀、阻垢、防蜡性能的关联变化关系,为A3碳钢及316L不锈钢表面耐蚀、阻垢、防蜡性能提高探明了方向和应用可能。结果表明:(1)采用USRP处理后,在A3碳钢与316L不锈钢表面形成了厚度约50～55μm的塑性变形层,且加工表层晶粒发生纳米细化。与A3碳钢基材相比,USRP-A3试样的表面显微硬度提高了60%,表面粗糙度降低了77.44%,且在表层产生了-463MPa的残余压应力;而USRP-316L试样的显微硬度较其基材提高50%,表面粗糙度降低了96.85%,同时产生的表面残余压应力达-347 MPa。(2)失重腐蚀试验与电化学测试结果均表明USRP加工对A3碳钢与316L不锈钢的腐蚀性能影响及作用机理存在明显的差异性,这种差异主要是材料能否发生钝化所致。USRP加工能够使316L不锈钢表面更容易地生成致密、均匀且完整的钝化膜,对Cl~-的阻挡能力增强,从而使得USRP-316L试样的耐蚀性显著提升(自腐蚀电流密度较316L不锈钢基材下降一个数量级);与之相反的是,对于活性金属A3碳钢而言,经USRP加工后,试样表层晶粒细化,原子活性增强,从而导致金属腐蚀溶解加速,耐蚀性能大幅降低(自腐蚀电流密度较A3碳钢基材提高了一个数量级)。(3)阻垢、防蜡实验结果表明,与316L不锈钢基材相比,USRP-316L试样平均结垢量减少73.5%,防蜡率高达63.24%,这与表面能降低27.43%直接相关;与之不同的是,A3碳钢在USRP加工之后,虽然试样表面的粗糙度明显降低,但也可能因为剧烈的塑性形变使得其内部位错增殖,表面活性增强,表面能增大,从而导致其平均结垢量与结蜡率增加。这缘于较低的表面能是提升材料阻垢、防蜡性能的主要因素。其次,良好的耐蚀性又保证了材料表面免遭腐蚀介质的侵蚀,进而保持相对光滑完好的表面使得污垢和蜡晶难以附着。(4)通过利用USRP技术可对钝性金属(如316L不锈钢)进行防护,其耐蚀、阻垢、防蜡的能力均较其基材而言得到显著提高,故将USRP技术应用于集输管线防护是具有一定的可行性;但是,对于活性金属而言(如A3碳钢),USRP技术尚不能直接对该类金属进行较好的防护,还需要对USRP工艺进行更深入的研究与讨论。