随着科技的不断进步,各种材料表面处理技术也得到了长足发展。然而,常规的材料表面处理方法通常针对平面基体或块体材料的外表面;通过改善材料表面属性,可以使其更好地适应服役需求。相比于平面材料开放的加工环境,管道类构件由于内部空间狭小,形状复杂等因素,其表面处理尤为困难。本论文研究了适用于U型钛管内、外表面的电化学阳极氧化工艺,实现了内、外表面超浸润涂层的均匀化制备和功能化应用,为管道构件的表面处理提供了新思路。钛及钛合金管道构件具有比强度高、耐蚀性好、无磁性等优点,被广泛应用于海水淡化、海洋装备、集热散热等领域。本课题针对U型钛管内表面处理,建立了同轴阳极氧化法,实现了内表面涂层的均匀制备,并研究了管道减阻性能。采用柔性碳纤维和绝缘珠子作为阴极实现了同轴阳极氧化配置,在U型管内表面制备出均匀的二氧化钛（TiO₂）纳米管阵列。在动态循环电解液速度75 mL/min、恒电压20 V、阳极氧化8 h的条件下,实现电场和流体场的补偿作用,制备出均匀的平均长度为5.8μm的TiO₂纳米管涂层。采用该同轴阳极氧化装置,利用电化学刻蚀和阳极氧化,制备出具有超疏水效果的微纳复合结构;经过低表面能处理后,该复合结构展现出157°的静态表观接触角,小于10°的滚动角。相比于原始钛管,制备超疏水涂层的钛管表现出明显的流体降阻效果,初速度为27.4mL/min的水流沿U型管反重力转向180°后仍能保持较大动能,并沿管口飞射而出,这在流体传输领域有广阔的应用前景。针对U型钛管外表面处理,建立了管套管式同轴阳极氧化法,实现了外表面涂层的均匀制备,并研究了防覆冰性能。采用同轴的不锈钢U型管作为阴极实现了同轴阳极氧化配置。在静态电解液、恒电压20 V、阳极氧化8 h条件下,制备出均匀的平均长度为4.6μm的TiO₂纳米管涂层。采用该同轴阳极氧化装置,通过顺序电化学刻蚀、阳极氧化,在钛管外表面制备微纳复合结构,实现U型钛管外表面超疏水改性。相比于原始钛管,超疏水钛管表面在-10℃至-20℃温度范围内展示出延迟结霜的性能;且经过融冻循环后,超疏水表面仍然能保持其抗结霜性能,这在低温防冻抗霜领域有重要的应用前景。