随着油气资源勘探开发不断深入,油气资源区域分布不平衡性进一步加剧,油气资源管道输送是解决这一问题的重大举措。但是,超长管道长距离输送,一旦发生局部管道泄漏或故障就会导致整个输送线路的瘫痪。而且有时需更换整段的长距离输送管道,导致油气输送停工、停产、生产成本增加等风险。因此,提高管道设备的防护能力对于油气资源的输送具有重大意义。纳米石墨烯材料在提高零部件性能及防护能力等方面表现出了良好性能,是近几年来科研研究热点课题。由于纳米石墨烯电沉积技术工艺的复杂性,在管道上的应用鲜有报道,为此本文提出针对管道内表面电沉积镍基石墨烯复合镀层制备工艺技术进行研究。现阶段试验检测设备无法对管道曲面镀层进行性能检测分析,作者首先以平行板电沉积镍基石墨烯复合镀层为基础,以期作为管道石墨烯电沉积技术基础和最佳工艺条件。首先对电沉积工艺原理进行理论分析,运用COMSOL Multiphysics多物理场仿真环境,建立纳米材料电沉积仿真分析数学模型,获得电沉积过程中镀液物质量浓度分布、电场强度分布及不同时间段镀层沉积厚度变化特征。并以镀层边界效应和均匀性为指标确定脉冲电流密度范围和极板间距,为实验研究提供理论基础。其次,结合平板电极石墨烯电沉积实验,研究单因素试验研究阴极电流密度、氧化石墨烯浓度、脉冲占空比、脉冲频率等工艺参数对电沉积镍基石墨烯复合镀层耐腐蚀性能的影响规律。在单因素试验基础上进行正交试验,确定应用于管道镍基石墨烯电沉积工艺技术条件。建立适用于管道电沉积实验装置平台,对管道镍基石墨烯电沉积进行实验研究。最后,通过对平行板纯镍镀层、平行板镍基石墨烯复合镀层、管道纯镍镀层、管道镍基石墨烯复合镀层的微观组织结构形貌、显微硬度、镀层厚度和镀层耐腐蚀性检测、对比分析和研究,得出针对管道镍基石墨烯电沉积最佳工艺参数为:阴极电流密度4A/dm2、氧化石墨烯浓度0.07g/L、脉冲占空比30%、脉冲频率1000Hz。