与单相输送管道相比，由于混输流体中含有H₂S、CO₂、盐（氯化物）、沙子和蜡等成分，且与流型有关，因此多相流腐蚀机理更加复杂，腐蚀也更加严重，是腐蚀和冲蚀联合交互作用的结果。从管道材料丢失机理上看，多相流腐蚀主要包括CO₂腐蚀、H₂S腐蚀、腐蚀和冲蚀的协同作用等。

未加工处理的油井井液中普遍含有CO₂，CO₂与水发生化学反应生成碳酸，从而腐蚀钢管。CO₂水溶液对钢材的腐蚀存在着不同的形式，可能出现的腐蚀的类型有：无碳酸盐覆盖膜情况下的均匀腐蚀、有碳酸盐覆盖膜情况下的均匀腐蚀、流动引起的台面状腐蚀、由于覆膜不完整在无膜区域发生的局部腐蚀。CO₂腐蚀速度受到多种因素的影响，诸如CO₂的分压、温度、流动状态、水的含量、pH值等。CO₂分压的增加、pH值的减小会加快管材的腐蚀速度。温度的影响较为复杂，它主要影响FeCO₃的生成与溶解的平衡，当温度在60℃以下，FeCO₃的溶解度达到极限时，能生成多孔的保护性很差的薄膜，大量Fe²⁺和HCO₃^-进入流体中，腐蚀率高；当温度在60℃以上时，虽然加速了电化学反应及其速率，但FeCO₃沉淀速率也增加，形成较为致密的保护性薄膜，因而腐蚀速率降低。

在250℃以下，干燥的H₂S几乎没有腐蚀性。但混输管道中常有水存在，硫化氢溶解于水并发生解离，对管道内壁进行腐蚀。基本反应如下：

阳极反应

Fe-2e^-⟶Fe²⁺

阴极反应

2H⁺+2e-⟶H₂

Fe²⁺进一步与H₂S反应

为各种硫化铁的通式。硫化铁的腐蚀产物硫化铁可能是由FeS和FeS₂组成，它们在金属表面形成致密的保护膜，可降低或阻止电化学腐蚀。在较高的硫化氢浓度下，有的腐蚀产物由Fe₉S₈组成，呈黑色疏松分层或粉末状，不能阻上铁离子通过。实际上疏松的硫化铁与钢铁接触形成了宏观电池，加速了电化学反应。这种腐蚀往往呈现很深的局部溃疡状腐蚀。

单纯的冲蚀磨损包括液体、气体、液体或气体中的固体颗粒对材料的磨蚀作用。在多相流中存在流体、气体和固体杂质，而且多相流流型复杂，因此管壁受到腐蚀和冲蚀的交互作用，液滴、气泡、颗粒都可冲击管壁，使表面产生的腐蚀物脱落，同时，也可直接作用于表面产生磨损。

在多相流中，段塞流对管道的腐蚀最严重。段塞前部能产生水击，同时混有大量气体，因而旋涡中的气泡撞击管底后破裂，产生气穴效应，将防腐膜撕裂，使其性能退化；同时，气泡的冲击作用也可使缓蚀剂失效，即气泡冲击管壁导致缓蚀剂膜和腐蚀沉积物的剥落加剧了腐蚀速率。段塞前段和混合区域的卷吸运动促使管壁产生冲刷和剪切作用，进一步增加了腐蚀速率。对段塞流而言，影响腐蚀的因素可归结为弗劳德数的影响以及含油率的影响。通常管道底部的腐蚀速率大于管道顶部的腐蚀速率，且管道底部的腐蚀速率随弗劳德数的增大而增大，而顶部的腐蚀速度随弗劳德数的增大而减小。在相同的弗劳德数下，液体中含油率增加，腐蚀速率加快。

分层流的混输管道通常在管道顶部发生腐蚀。由于从气体中析出的水具有很强的腐蚀性，凝析液在管道顶部析出使顶部管壁出现腐蚀，因此这种腐蚀称为结露腐蚀。