腐蝕的危害性是十分普遍的，而且也是十分嚴重的。腐(fu)蝕會造成重大的直接或間接損失，會造成災難性重大事故，而且危及人身安全。因腐蝕而造成的生產設備和管道的跑、冒、滴、漏，會影響生產裝置的生產周期和設備壽命，增加生產成本，同時還會因有毒物質的泄漏而污染環境，危及人類健康。
一、根據腐蝕發生的機理分類
根據腐(fu)(fu)(fu)蝕發生(sheng)的機理，可將其分(fen)為化學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕、電化學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕和物理腐(fu)(fu)(fu)蝕三大(da)類(lei)。
1. 化學腐(fu)蝕（Chemical Corrosion）
化(hua)學(xue)(xue)腐蝕是指金屬(shu)表面與非電(dian)解質直接(jie)發生純(chun)化(hua)學(xue)(xue)作用而引起的(de)破壞。金屬(shu)在(zai)高(gao)溫氣(qi)體中(zhong)的(de)硫腐蝕、金屬(shu)的(de)高(gao)溫氧化(hua)均屬(shu)于化(hua)學(xue)(xue)腐蝕。
2. 電化學腐(fu)蝕（Electrochemical Corrosion）
電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕(shi)是指(zhi)金屬(shu)表面(mian)與(yu)離子導(dao)電(dian)的(de)介質發生電(dian)化(hua)(hua)學反(fan)應而引起的(de)破(po)壞。電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕(shi)是最(zui)普遍、最(zui)常見(jian)的(de)腐蝕(shi)，如金屬(shu)在(zai)大氣、海水、土壤和各種(zhong)電(dian)解質溶液中的(de)腐蝕(shi)都屬(shu)此(ci)類。
3. 物理(li)腐蝕（Physical Corrosion）
物(wu)理(li)腐蝕是指金屬由(you)(you)于單純(chun)的(de)物(wu)理(li)溶(rong)解(jie)而引起的(de)破壞。其特點是：當低熔點的(de)金屬溶(rong)入金屬材(cai)料中(zhong)時，會對(dui)金屬材(cai)料產生(sheng)“割裂”作用。由(you)(you)于低熔點的(de)金屬強度一般較低，在受力狀態下(xia)它將優先斷裂，從而成(cheng)為金屬材(cai)料的(de)裂紋源(yuan)。應(ying)該說，這種腐蝕在工(gong)程中(zhong)并不多見。
二、根(gen)據腐蝕形態分(fen)類(lei)
按腐蝕形態分類，可(ke)分為全面腐蝕、局部腐蝕和應力腐蝕三大類。
1. 全面腐(fu)蝕(shi)（General Corrosion）
全面腐蝕也稱均勻腐蝕，是在管道較大面積上產生的程度基本相同的腐蝕。均勻腐蝕是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工程中往(wang)往(wang)是給出(chu)足夠的腐蝕余量(liang)就能(neng)保(bao)證(zheng)材料的機(ji)械強(qiang)度和使用壽(shou)命(ming)。
②. 均勻腐蝕(shi)(shi)(shi)常用單位時(shi)間內腐蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)對金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)的腐蝕(shi)(shi)(shi)深(shen)度(du)或金屬構件的壁厚減(jian)薄(bo)量(liang)（稱為腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)(lv)）來評定(ding)。SH3059標準中規(gui)定(ding)：腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)(lv)不超過(guo)0.05mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)為充分耐腐蝕(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)；腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)(lv)為0.05～0.1mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)為耐腐蝕(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)；腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)(lv)為0.1～0.5mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)為尚耐腐蝕(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)；腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)(lv)超過(guo)0.5mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)為不耐腐蝕(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。
2. 局部腐蝕（Local Corrosion）
局部腐蝕又稱非均勻腐蝕，其危害性遠比均勻腐蝕大，因為均勻腐蝕容易被發覺，容易設防，而局部腐蝕則難以預測和預防，往往在沒有先兆的情況下，使金屬構件突然發生破壞，從而造成重大火災或人身傷亡事故。局部腐蝕很普遍，據統計，均勻腐蝕占整個腐蝕中的17.8%，而局部腐蝕則占80%左右。
a. 點蝕（Pitting）
①. 集中在全局表面個別小點上的深度較大的腐蝕稱為點蝕，也稱孔蝕。蝕孔直徑等于或小于深度。蝕孔形態如圖1所示。
圖1 點蝕孔(kong)的各(ge)種剖面形狀（選自(zi)ASTM標準）
②. 點蝕是不銹鋼管道最具有破壞性的隱藏的腐蝕形態之一。奧氏體不銹鋼管道在輸送含氯離子或溴離子的介質時最容易產生點蝕。不銹鋼管道外壁如果常被海水或天然水潤濕，也會產生點蝕，這是因為海水或天然水中含有一定的氯離子。
③. 不銹鋼的點蝕過程可分為蝕孔的形成和蝕孔的發展兩個階段。 鈍化膜的不完整部位（露頭位錯、表面缺陷等）作為點蝕源，在某一段時間內呈活性狀態，電位變負，與其鄰近表面之間形成微電池，并且具有大陰極小陽極面積比，使點蝕源部位金屬迅速溶解，蝕孔開始形成。 已形成的蝕孔隨著腐蝕的繼續進行。小孔內積累了過量的正電荷，引起外部 Cl- 的遷入以保持電中性，繼之孔內氯化物濃度增高。由于氯化物水解使孔內溶液酸化，又進一步加速孔內陽極的溶解。這種自催化作用的結果，使蝕孔不斷地向深處發展，如圖2所示。
④. 溶液滯留容易產生點蝕；增加流速會降低點蝕傾向，敏化處理及冷加工會增加不銹鋼點蝕的傾向；固溶處理能提高不銹鋼耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼。
⑤. 碳鋼(gang)管道也(ye)發生(sheng)點(dian)蝕(shi)，通常(chang)是在(zai)(zai)蒸(zheng)(zheng)汽系(xi)統（特別是低壓蒸(zheng)(zheng)汽）和(he)熱水系(xi)統，遭受溶解氧的腐(fu)蝕(shi)，溫度在(zai)(zai)80～250℃間最為嚴(yan)重。雖然蒸(zheng)(zheng)汽系(xi)統是除氧的，但由(you)于操作控制不嚴(yan)格，很(hen)難保證(zheng)溶解氧量(liang)不超(chao)標，因此溶解氧造成碳鋼(gang)管道產生(sheng)點(dian)蝕(shi)的情況經常(chang)會(hui)發生(sheng)。
b. 縫隙腐蝕（Crevice Corrosion）
當管道輸送的物料為電解質溶液時，在管道內表面的縫隙處，如法蘭墊片處、單面焊未焊透處等，均會產生縫隙腐蝕。一些鈍性金屬如不銹鋼、鋁、鈦等，容易產生縫隙腐蝕。 縫隙腐蝕的機理，一般認為是濃差腐蝕電池的原理，即由于縫隙內和周圍溶液之間氧濃度或金屬離子濃度存在差異造成的。縫隙腐蝕在許多介質中發生，但以含氯化物的溶液中最嚴重，其機理不僅是氧濃差電池的作用，還有像點蝕那樣的自催化作用，如圖3所示。
圖3 縫隙(xi)腐蝕(shi)的機理
c. 焊接接頭的腐(fu)蝕
通常發生(sheng)于不銹(xiu)鋼管道，有三種腐蝕形式(shi)。
①. 焊(han)肉被腐蝕成海(hai)綿(mian)狀，這(zhe)是奧氏體不銹(xiu)鋼發生(sheng)的δ鐵素體選擇性腐蝕
為改(gai)善焊(han)接性能，奧氏體不銹鋼通常(chang)要求焊(han)縫含有3%～10%的(de)鐵素體組織，但在(zai)某些強腐蝕(shi)性介質中則(ze)會發生δ鐵素體選擇性腐蝕(shi)，即腐蝕(shi)只(zhi)發生在(zai)δ鐵素體相（或(huo)進一(yi)步分解為σ相），結果呈海綿狀。
②. 熱影響區腐(fu)蝕
造成這種腐蝕的原因，是焊接過程中這里的溫度正好處在敏化區，有充分的時間析出碳化物，從而產生了晶間腐蝕。 晶間腐蝕是腐蝕局限在晶界和晶界附近而晶粒本身腐蝕比較小的一種腐蝕形態，其結果將造成晶粒脫落或使材料機械強度降低。 晶間腐蝕的機理是“貧鉻理論”。不銹鋼因含鉻而有很高的耐蝕性，其含鉻量必須要超過12%，否則其耐蝕性能和普通碳鋼差不多。不銹鋼在敏化溫度范圍內（450～850℃），奧氏體中過飽和固溶的碳將和鉻化合成 Cr23C6 ，沿晶界沉淀析出。 由于奧氏體中鉻的擴散速度比碳慢，這樣，生成 Cr23C6 所需的鉛必然從晶界附近獲取，從而造成晶界附近區域貧鉻。如果含鉻量降到12%（鈍化所需極限含鉻量）以下，則貧鉻區處于活化狀態，作為陽極，它和晶粒之間構成腐蝕原電池，貧鉻區陽極面積小，晶粒陰極面積大，從而造成晶界附近貧鉻區的嚴重腐蝕。
③. 熔合線處的(de)刀口腐蝕
一般發生在用Nb及Ti穩定的不銹鋼（347不銹鋼及321不銹鋼）。
刀口腐(fu)蝕大多發生在氧化性介質中。刀口腐蝕示意如圖4所示。
d. 磨(mo)損(sun)腐蝕(shi)
也稱沖刷腐蝕。當腐蝕性流體在彎頭、三通等拐彎部位突然改變方向，它對金屬及金屬表面的鈍化膜或腐蝕產物層產生機械沖刷破壞作用，同時又對不斷露出的金屬新鮮表面發生激烈的電化學腐蝕，從而造成比其他部位更為嚴重的腐蝕損傷。 這種損傷是金屬以其離子或腐蝕產物從金屬表面脫離，而不是像純粹的機械磨損那樣以固體金屬粉末脫落。 如果流體中夾有氣泡或固體懸浮物時，則最易發生磨損腐蝕。不銹鋼的鈍化膜耐磨損腐蝕性能較差，鈦則較好。蒸汽系統、H2S-H2O系統對碳鋼管道彎頭、三通的磨損腐蝕均較嚴重。
e. 冷凝液腐(fu)蝕
對于(yu)含水蒸(zheng)氣的熱腐蝕性(xing)氣體管道，在保溫(wen)層中(zhong)止處(chu)或(huo)破損(sun)處(chu)的內壁，由(you)于(yu)局部溫(wen)度(du)降至露(lu)點(dian)以(yi)下(xia)，將(jiang)發(fa)生冷(leng)凝(ning)現象，從而造成冷(leng)凝(ning)液腐蝕，即露(lu)點(dian)腐蝕。
f. 涂層破損處的局部(bu)大氣銹蝕
對于化工(gong)廠的(de)碳鋼管線，這種腐(fu)蝕有時會(hui)很嚴重(zhong)，因為化工(gong)廠區(qu)的(de)大氣中常常含有酸(suan)性(xing)氣體，比自然大氣的(de)腐(fu)蝕性(xing)強得多(duo)。
3. 應力腐蝕（Stress Corrosion）
金屬材料在拉應力和特定腐蝕介質的共同作用下發生的斷裂破壞，稱為應力腐蝕破裂。發生應力腐蝕破裂的時間有長有短，有經過幾天就開裂的，也有經過數年才開裂的，這說明應力腐蝕破裂通常有一個或長或短的孕育期。 應力腐蝕裂紋呈枯樹枝狀，大體上沿著垂直于拉應力的方向發展。裂紋的微觀形態有穿晶型、晶間型（沿晶型）和兩者兼有的混合型。 應力的來源，對于管道來說，焊接、冷加工及安裝時殘余應力是主要的。 并不是任何的金屬與介質的共同作用都引起應力腐蝕破裂。其中金屬材料只有在某些特定的腐蝕環境中，才發生應力腐蝕破裂。表1列出了容易引起應力腐蝕開裂的管道金屬材料和腐蝕環境的組合。
表1 易產生(sheng)應力腐(fu)蝕開裂的(de)金屬材料和(he)腐(fu)蝕環(huan)境組合（選自SH 3059附錄E）
a. 堿脆(cui)
金(jin)屬在(zai)堿(jian)液中的應力腐蝕(shi)破裂稱(cheng)堿(jian)脆(cui)。碳(tan)鋼(gang)、低合金(jin)鋼(gang)、不銹鋼(gang)等多種金(jin)屬材料皆(jie)可發(fa)生堿(jian)脆(cui)。碳(tan)鋼(gang)（含低合金(jin)鋼(gang)）發(fa)生堿(jian)脆(cui)的趨勢如(ru)圖5所示。
圖(tu)5 碳鋼在堿液中的應力(li)腐蝕破(po)裂區
由圖5可(ke)知(zhi)，氫氧化鈉濃(nong)度(du)在(zai)5%以上的(de)(de)全部濃(nong)度(du)范(fan)圍內碳(tan)鋼幾乎都(dou)可(ke)能產生堿(jian)脆(cui)，堿(jian)脆(cui)的(de)(de)最低溫度(du)為(wei)50℃，所需堿(jian)液(ye)的(de)(de)濃(nong)度(du)為(wei)40%～50%，以沸點(dian)附近的(de)(de)高(gao)溫區最易發(fa)生, 裂紋呈(cheng)晶間(jian)型。
奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)發生(sheng)(sheng)堿(jian)脆(cui)的(de)趨勢如圖6所示。氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉濃度在0.1%以(yi)上(shang)的(de)濃度時18-8型(xing)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)即可發生(sheng)(sheng)堿(jian)脆(cui)。以(yi)氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉濃度40%最(zui)危(wei)險(xian)，這(zhe)時發生(sheng)(sheng)堿(jian)脆(cui)的(de)溫度為(wei)(wei)115℃左右。 超低(di)碳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)堿(jian)脆(cui)裂(lie)紋(wen)為(wei)(wei)穿晶(jing)(jing)型(xing)，含(han)碳量高(gao)時，堿(jian)脆(cui)裂(lie)紋(wen)則為(wei)(wei)晶(jing)(jing)間(jian)型(xing)或混合型(xing)。當(dang)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中加入2%鉬(mu)時，則可使其堿(jian)脆(cui)界限縮(suo)小，并向(xiang)堿(jian)的(de)高(gao)濃度區域(yu)移動。鎳(nie)和鎳(nie)基合金(jin)具有較高(gao)的(de)耐(nai)應力腐蝕的(de)性(xing)能，它(ta)的(de)堿(jian)脆(cui)范(fan)圍變得(de)狹窄，而且位于高(gao)溫濃堿(jian)區。
圖6 產生(sheng)應(ying)力腐蝕破裂的燒堿濃度與(yu)溫(wen)度關系 注(zhu)：曲線上(shang)部為危險區(qu)
b. 不銹(xiu)鋼(gang)的(de)氯離(li)子應(ying)力腐(fu)蝕破裂
氯(lv)(lv)離(li)子(zi)不(bu)但能引起(qi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)孔(kong)蝕(shi)，更能引起(qi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)。 發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)的臨界氯(lv)(lv)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)隨溫度(du)的上(shang)升而減小，高溫下(xia)，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)只要達到 10-6 ，即能引起(qi)破(po)裂(lie)(lie)。發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)的臨界溫度(du)為(wei)70℃。 具有氯(lv)(lv)離(li)子(zi)濃(nong)縮的條件(jian)（反(fan)復(fu)蒸干、潤濕）是最易發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)破(po)裂(lie)(lie)的。工業中(zhong)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)的情況相(xiang)當普遍。 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)不(bu)僅(jin)僅(jin)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在管道的內壁，發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在管道外壁的事例也屢(lv)見(jian)不(bu)鮮，如圖7所示(shi)。
圖(tu)7 不銹鋼管道應力腐蝕破裂
作為管外側(ce)的(de)腐蝕因素，被認為是(shi)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材料(liao)(liao)的(de)問題，對保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材料(liao)(liao)進行分析的(de)結(jie)果(guo)，被檢(jian)驗(yan)出含(han)有約0.5%的(de)氯離子。這(zhe)個數值可認為是(shi)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材料(liao)(liao)中含(han)有的(de)雜質，或由于保(bao)(bao)溫(wen)(wen)層破(po)損、浸入(ru)的(de)雨(yu)水(shui)中帶(dai)入(ru)并(bing)經過(guo)濃縮(suo)的(de)結(jie)果(guo)。
c. 不銹鋼連多硫酸應(ying)力(li)腐蝕(shi)破裂(lie)
以加氫脫硫裝置(zhi)最為(wei)典型，不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)連(lian)多硫酸的應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)頗為(wei)引人關注。 管(guan)道在正常運行(xing)時(shi)，受硫化氫腐(fu)蝕(shi)(shi)，生(sheng)(sheng)成的硫化鐵，在停車檢修時(shi)，與空氣(qi)中的氧及水反(fan)應生(sheng)(sheng)成了連(lian)多硫酸。在Cr-Ni奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)道的殘余應力較大的部位（焊縫熱(re)影響區、彎管(guan)部位等）產生(sheng)(sheng)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋。
d. 硫(liu)化物腐蝕破裂(lie)
①. 金屬在同時(shi)含有(you)硫(liu)(liu)(liu)化氫及(ji)水的介(jie)質中發(fa)生(sheng)的應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂即為(wei)硫(liu)(liu)(liu)化物(wu)腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂，簡稱硫(liu)(liu)(liu)裂。在天然(ran)氣、石(shi)油采集，加(jia)工煉制(zhi)，石(shi)油化學(xue)及(ji)化肥等工業部門(men)常常發(fa)生(sheng)管(guan)道、閥門(men)硫(liu)(liu)(liu)裂事故。發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)(liu)裂所需的時(shi)間(jian)短則(ze)幾(ji)(ji)天，長則(ze)幾(ji)(ji)個月到(dao)幾(ji)(ji)年不等，但是未見超過(guo)十年發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)(liu)裂的事例。
②. 硫裂的裂紋較粗，分支較少，多為穿晶型，也有晶間型或混合型。發生硫裂所需的硫化氫濃度很低，只要略超過 10-6 ，甚至在小于 10-6 的濃度下也會發生。
碳(tan)鋼(gang)和低合金鋼(gang)在20～40℃溫度范圍(wei)內對硫(liu)裂(lie)的(de)敏感(gan)性最大(da)，奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)硫(liu)裂(lie)大(da)多發生在高溫環境中(zhong)(zhong)。隨著(zhu)溫度升(sheng)高，奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)硫(liu)裂(lie)敏感(gan)性增加(jia)。 在含硫(liu)化(hua)(hua)氫及水(shui)的(de)介質中(zhong)(zhong)，如果同時含醋(cu)酸，或者二氧化(hua)(hua)碳(tan)和氯化(hua)(hua)鈉，或磷化(hua)(hua)氫，或砷、硒、銻、碲的(de)化(hua)(hua)合物或氯離(li)子，則(ze)對鋼(gang)的(de)硫(liu)裂(lie)起促進作用。
對于奧氏體不銹鋼的硫裂，氯離子和氧起促進作用，304L不銹(xiu)鋼和316L不銹鋼對硫裂的敏感性有如下的關系：H2S+H2O＜H2S+H2O+Cl- ＜H2S+H2O+ Cl- +O2 （硫裂的敏感性由弱到強）。 對于碳鋼和低合金鋼來說，淬火+回火的金相組織抗硫裂最好，未回火馬氏體組織最差。鋼抗硫裂性能依淬火+回火組織→正火+回火組織→正火組織→未回火馬氏體組織的順序遞降。
鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)越(yue)(yue)高，越(yue)(yue)易發生(sheng)硫裂(lie)。鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)越(yue)(yue)高，越(yue)(yue)易發生(sheng)硫裂(lie)。在發生(sheng)硫裂(lie)的(de)(de)(de)(de)事故中(zhong)，焊(han)縫(feng)(feng)特(te)別(bie)是(shi)熔(rong)合線(xian)是(shi)最(zui)易發生(sheng)破裂(lie)的(de)(de)(de)(de)部(bu)位，這(zhe)是(shi)因(yin)為這(zhe)里的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)最(zui)高。 NACE對(dui)碳鋼(gang)焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)進(jin)行(xing)(xing)了嚴格的(de)(de)(de)(de)規定：≤200HB。這(zhe)是(shi)因(yin)為焊(han)縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)(de)分布比(bi)(bi)母材(cai)復雜，所以對(dui)焊(han)縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)(de)規定比(bi)(bi)母材(cai)嚴格。焊(han)縫(feng)(feng)部(bu)位常(chang)發生(sheng)破裂(lie)，一(yi)方面(mian)是(shi)由于(yu)焊(han)接殘余應力的(de)(de)(de)(de)作用，另一(yi)方面(mian)是(shi)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬、熔(rong)合線(xian)及熱影(ying)響(xiang)區出現淬硬(ying)組織的(de)(de)(de)(de)結果。為防止硫裂(lie)，焊(han)后進(jin)行(xing)(xing)有效的(de)(de)(de)(de)熱處理(li)十分必要。
e. 氫損(sun)傷
氫(qing)滲(shen)透(tou)進入金屬內(nei)部而造成金屬性能劣(lie)化(hua)稱為氫(qing)損傷，也稱氫(qing)破壞。
氫(qing)(qing)損傷可分為四種不同類(lei)型：氫(qing)(qing)鼓(gu)泡(pao)、氫(qing)(qing)脆(cui)、脫碳和氫(qing)(qing)腐蝕。
①. 氫(qing)鼓泡(pao)及氫(qing)誘發階梯裂紋。
主要發生在含濕硫化(hua)氫的介質中。
硫化(hua)氫在水(shui)中離解：
鋼(gang)在硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)水溶液(ye)中發生(sheng)電化(hua)(hua)學腐蝕：
由(you)上述過程可以看出，鋼在這種(zhong)環境中(zhong)，不僅會由(you)于陽極(ji)反應而(er)發(fa)生一般(ban)腐蝕，而(er)且由(you)于S2-在金(jin)(jin)屬表面的吸附對氫(qing)原(yuan)子(zi)復(fu)合氫(qing)分子(zi)有阻礙作用，從(cong)而(er)促進氫(qing)原(yuan)子(zi)向金(jin)(jin)屬內滲(shen)透。
當氫(qing)原子向鋼中滲(shen)透擴散時，遇到了裂縫、分層、空隙、夾(jia)渣等缺(que)陷(xian)，就聚集起(qi)來結合(he)成氫(qing)分子造成體積膨脹，在(zai)鋼材(cai)內部(bu)(bu)產生極大壓力(li)（可達數百(bai)兆帕(pa)）。 如(ru)果這些(xie)缺(que)陷(xian)在(zai)鋼材(cai)表面(mian)附近，則形成鼓泡，如(ru)圖(tu)8所示。如(ru)果這些(xie)缺(que)陷(xian)在(zai)鋼的(de)(de)(de)內部(bu)(bu)深處，則形成誘發(fa)裂紋(wen)(wen)。它是沿(yan)軋(ya)制方向上(shang)產生的(de)(de)(de)相互(hu)平(ping)行的(de)(de)(de)裂紋(wen)(wen)，被短的(de)(de)(de)橫向裂紋(wen)(wen)連接起(qi)來形成“階梯(ti)”。 氫(qing)誘發(fa)階梯(ti)裂紋(wen)(wen)輕(qing)者(zhe)使鋼材(cai)脆化，重者(zhe)會使有效壁(bi)厚(hou)減小到管道過載(zai)、泄漏甚(shen)至(zhi)斷(duan)裂。
氫鼓泡需要一個硫化氫臨界濃度值。有資料介紹，硫化氫分壓在138Pa時將產生氫鼓泡。如果在含濕硫化氫介質中同時存在磷化氫、砷、碲的化合物及CN-時，則有利于氫向鋼中滲透，它們都是滲氫加速劑。 氫鼓泡及氫誘發階梯裂紋一般發生在鋼板卷制的管道上。
②. 氫(qing)脆
無論以什么方式進入鋼內的氫，都將引起鋼材脆化，即伸長率、斷面收縮率顯著下降，高強度鋼尤其嚴重。若將鋼材中的氫釋放出來（如加熱進行消氫處理），則鋼的力學性能仍可恢復。氫脆(cui)是可逆的。 H2S-H2O介質常溫腐蝕碳鋼管道能滲氫，在高溫高壓臨氫環境下也能滲氫；在不加緩蝕劑或緩蝕劑不當的酸洗過程能滲氫，在雨天焊接或在陰極保護過度時也會滲氫。
③. 脫(tuo)碳
在工(gong)業制氫裝置中，高(gao)溫(wen)氫氣管道易產生(sheng)碳(tan)損傷(shang)。鋼(gang)中的滲(shen)碳(tan)體(ti)在高(gao)溫(wen)下與氫氣作用生(sheng)成甲烷：
反應結(jie)果導致表面層的滲(shen)碳(tan)體減少，而碳(tan)便從鄰近的尚未反應的金(jin)屬層逐漸擴散到此反應區，于是有一定厚度的金(jin)屬層因缺碳(tan)而變為鐵素體。脫碳(tan)的結(jie)果造成鋼的表面強度和(he)疲(pi)勞極限的降低。
④. 氫腐蝕
鋼受到高溫高壓氫(qing)作用后，其(qi)力學(xue)性能劣化，強度、韌性明(ming)顯降低，并且(qie)是不可(ke)逆的，這種現(xian)象稱為氫(qing)腐蝕。
氫腐蝕(shi)的歷程可用圖9來解釋：
圖9 氫腐蝕(shi)的歷(li)程
氫腐(fu)蝕的過(guo)程大致可分為(wei)三個(ge)階段(duan)：孕(yun)育(yu)期，鋼(gang)的性(xing)能(neng)沒有變化；性(xing)能(neng)迅(xun)速(su)變化階段(duan)，迅(xun)速(su)脫(tuo)碳，裂(lie)紋快(kuai)速(su)擴展；最后(hou)階段(duan)，固溶體(ti)中碳已耗(hao)盡。
氫腐(fu)蝕的孕育(yu)期是重(zhong)要的，它往(wang)往(wang)決定了鋼的使(shi)用壽命。
某氫壓力(li)下產生氫腐蝕有一起(qi)始溫度(du)(du)，它(ta)是衡量鋼材抗(kang)氫性能的指標(biao)。低(di)于(yu)這(zhe)個溫度(du)(du)氫腐蝕反(fan)應速度(du)(du)極(ji)慢，以(yi)至(zhi)孕育期超過正常使(shi)用壽命。碳(tan)鋼的這(zhe)一溫度(du)(du)大約在220℃左右。
氫分壓(ya)也有一(yi)個(ge)起始點（碳鋼(gang)(gang)大約在1.4MPa左右），即無論(lun)溫度(du)多高，低于此分壓(ya)，只發(fa)生(sheng)(sheng)表面脫(tuo)碳而不發(fa)生(sheng)(sheng)嚴重的(de)(de)氫腐蝕。 各種(zhong)抗氫鋼(gang)(gang)發(fa)生(sheng)(sheng)腐蝕的(de)(de)溫度(du)和壓(ya)力組合條件，就(jiu)是著名(ming)的(de)(de)Nelson曲(qu)線（在很多管道(dao)器(qi)材(cai)選(xuan)用標準(zhun)規范內均有此曲(qu)線圖，如SH3059《石油化工管道(dao)設(she)計器(qi)材(cai)選(xuan)用通(tong)則》）。
冷(leng)加工變(bian)形，提高了碳(tan)、氫的擴散能力，對腐(fu)蝕起加速作用。
某氮肥廠，氨合成塔出口至廢熱鍋爐的高壓管道，工作溫度320℃左右，工作壓力33MPa，工作介質為H2、N2、NH3 混合氣，應按Nelson曲線選用抗氫鋼。其中有一異徑短管，由于錯用了普通碳鋼，使用不久便因氫腐蝕而破裂，造成惡性事故，損失非常慘重。
