1. 濕(shi)硫化氫(qing)環境的定義
國際上濕硫化氫環境的定義，如美國腐蝕工程師協會（NACE）的MR0175-97《油田設備抗硫化物應力開裂金屬材料》規定：①. 酸性氣體系統：氣體總壓≥0.4MPa，并且H2S分壓≥0.0003MPa；②. 酸性多相系統：當處理的原油中有兩相或三相介質（油、水、氣）時，條件可放寬為：氣相總壓≥1.8MPa，且H2S分壓≥0.0003MPa；當氣相壓力≤1.8MPa，且H2S分壓≥0.07MPa；或氣相H2S含量超過15％。
國內濕硫化氫環境的定義：“在同時存在水和硫化氫的環境中，當硫化氫分壓大于或等于0.00035MPa時，或在同時存在水和硫化氫的液化石油氣中，當液相的硫化氫含量大于或等于10×10-6時，則稱為濕硫化氫環境”。
2. 硫(liu)化氫(qing)的(de)電離
在(zai)濕硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫環境中，硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫會發生電離，使水(shui)具有酸性(xing)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫電化(hua)(hua)學腐蝕(shi)過(guo)程：
注(zhu)：鋼(gang)(gang)材(cai)受到硫化氫腐蝕以后陽極(ji)的最(zui)終(zhong)產物(wu)就(jiu)是硫化亞(ya)鐵，該(gai)產物(wu)通常是一種有缺陷的結構，它與鋼(gang)(gang)鐵表(biao)面的黏結力差(cha)，易脫(tuo)落，易氧(yang)化，且(qie)電位較正，因而作為(wei)陰極(ji)與鋼(gang)(gang)鐵基(ji)體構成一個活(huo)性的微電池，對鋼(gang)(gang)基(ji)體繼(ji)續進行腐蝕。
反應產物氫(qing)(qing)一般(ban)認為有(you)兩種去(qu)向，一是氫(qing)(qing)原子(zi)之間有(you)較(jiao)大的(de)親和力，易相互(hu)結合形成(cheng)氫(qing)(qing)分子(zi)排出；另一個(ge)去(qu)向就是由(you)于原子(zi)半徑極(ji)小的(de)氫(qing)(qing)原子(zi)獲(huo)得(de)足夠的(de)能量后變成(cheng)擴(kuo)散氫(qing)(qing)［H］而滲(shen)入鋼的(de)內部并溶入晶格中，溶于晶格中的(de)氫(qing)(qing)有(you)很強的(de)游離性，在一定條(tiao)件下將導致材料的(de)脆化（氫(qing)(qing)脆）和氫(qing)(qing)損傷。
3. 濕H2S環境中的開裂類型
濕H環境中的開(kai)裂(lie)類型有(you)：氫(qing)(qing)鼓泡（HB）、氫(qing)(qing)致(zhi)開(kai)裂(lie)（HIC）、硫化物應(ying)力腐(fu)蝕開(kai)裂(lie)（SSCC）、應(ying)力導向氫(qing)(qing)致(zhi)開(kai)裂(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和圖8.1.10。
4. 硫化物應力腐蝕開裂（SSCC）
濕H2S環境中腐蝕產生的氫原子滲入鋼的內部固溶于晶格中，使鋼的脆性增加，在外加拉應力或殘余應力作用下形成的開裂，叫作硫化物應力腐蝕開裂，簡稱硫裂。工程上有時也把受拉應力的鋼及合金在濕H2S及其他硫化物腐蝕環境中產生的脆性開裂統稱為硫化物應力腐蝕開裂（簡稱硫裂）。SSCC通常發生在中高強度鋼中或焊縫及其熱影響區等硬度較高的區域。在天然氣、石油采集，石油加工煉制，石油化學及化肥等工業部門常常發生管道、閥門硫裂事故。發生硫裂所需的時間短則幾天，長則幾個月到幾年不等。但是未見超過十年發生硫裂的事例。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。
碳鋼和低合金鋼在20～40℃溫度范圍內對硫裂的敏感性最大，但奧氏體不銹鋼的硫裂大多發生在高溫環境。隨著溫度升高，奧氏體不銹鋼的硫裂敏感性增加。在含硫化氫及水的介質中，如果同時含醋酸，或者二氧化碳和氯化鈉，或磷化氫，或砷、硒、銻、碲的化合物或氯離子，則對鋼的硫裂起促進作用。對于奧氏體不銹鋼的硫裂，氯離子和氧起促進作用，304L不銹鋼和316L不(bu)銹(xiu)鋼對硫裂的敏感性有如下的關系：H2S+H2O<H2S+H2O+Cl<H2S+（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。
鋼的(de)(de)(de)強度越(yue)(yue)高(gao)，越(yue)(yue)易(yi)發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)。鋼的(de)(de)(de)硬度值越(yue)(yue)高(gao)，越(yue)(yue)易(yi)發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)。在(zai)發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)事故中，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)特別是(shi)熔合線(xian)是(shi)最易(yi)發(fa)生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)部位，這(zhe)(zhe)是(shi)因為(wei)這(zhe)(zhe)里的(de)(de)(de)硬度最高(gao)。NACE對(dui)碳鋼焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)硬度做了嚴格(ge)的(de)(de)(de)規定：HB≤200。這(zhe)(zhe)是(shi)因為(wei)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)硬度的(de)(de)(de)分布比母(mu)材(cai)復雜，所以對(dui)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)硬度的(de)(de)(de)規定比母(mu)材(cai)嚴。焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)部位常發(fa)生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)(lie)，一方面是(shi)由于焊(han)(han)(han)接殘余應力的(de)(de)(de)作(zuo)用，另(ling)一方面是(shi)由于焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬、熔合線(xian)及熱影響區(qu)出(chu)現淬硬組織的(de)(de)(de)結果。為(wei)防止硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)，焊(han)(han)(han)后進行有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)熱處(chu)理十(shi)分必要。
5. 硫化(hua)氫腐蝕(shi)的預防措施
a. 選(xuan)用抗硫(liu)化氫材料
抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)材(cai)(cai)料主要(yao)(yao)是指對硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)應(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂和氫(qing)(qing)損(sun)傷(shang)有一(yi)定(ding)抗(kang)(kang)力(li)或對這種開裂不(bu)敏(min)感的(de)材(cai)(cai)料。同時采用(yong)低(di)硬度(du)(du)（強度(du)(du)）和完(wan)全淬(cui)火(huo)＋回火(huo)處理工(gong)藝對材(cai)(cai)料抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)腐(fu)蝕是有利的(de)。對高硫(liu)(liu)介(jie)質的(de)管(guan)道器材(cai)(cai)按(an)SH／T 3129《加(jia)工(gong)高硫(liu)(liu)原(yuan)油重點裝置主要(yao)(yao)管(guan)道設計選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)導(dao)則》進(jin)行(xing)選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)。酸性天然氣(qi)系統和酸性天然氣(qi)-油系統管(guan)道材(cai)(cai)料的(de)選(xuan)(xuan)擇，應(ying)符合SY／T 0599《天然氣(qi)地面設施抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)物應(ying)力(li)開裂和抗(kang)(kang)應(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂的(de)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料要(yao)(yao)求》的(de)規(gui)定(ding)。SH／T 3129里(li)面規(gui)定(ding)：對于以(yi)濕硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)為(wei)主要(yao)(yao)腐(fu)蝕介(jie)質的(de)環(huan)境，主材(cai)(cai)選(xuan)(xuan)用(yong)應(ying)符合規(gui)范(fan)要(yao)(yao)求。對含硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)介(jie)質的(de)管(guan)道器材(cai)(cai)按(an)最新版“柯柏曲(qu)線(xian)”進(jin)行(xing)選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)。見本書(shu)第五章內容。
b. 添加緩(huan)蝕(shi)劑
實踐證(zheng)明合理(li)添加緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑是防止含H2S酸性(xing)(xing)油氣對(dui)(dui)碳(tan)鋼(gang)(gang)和低(di)(di)合金鋼(gang)(gang)設施腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)一種有(you)(you)效方(fang)法。緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑對(dui)(dui)應用條件的(de)(de)(de)選擇性(xing)(xing)要(yao)求很(hen)高(gao)，針對(dui)(dui)性(xing)(xing)很(hen)強(qiang)。不(bu)同介質或材(cai)料(liao)往往要(yao)求的(de)(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑也(ye)不(bu)同，甚至同一種介質，當操作(zuo)條件（如溫度、壓力(li)、濃度、流速等）改(gai)變時，所采用的(de)(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑可能(neng)(neng)也(ye)需要(yao)改(gai)變。用于含H2S酸性(xing)(xing)環境中(zhong)的(de)(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑，通常(chang)為含氧的(de)(de)(de)有(you)(you)機緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑（成膜型緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑），有(you)(you)胺(an)(an)類(lei)(lei)、咪唑啉(lin)、酰胺(an)(an)類(lei)(lei)和季銨鹽，也(ye)包括含硫(liu)(liu)、磷的(de)(de)(de)化合物。控制溶(rong)(rong)液(ye)pH值。提高(gao)溶(rong)(rong)液(ye)pH值降低(di)(di)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)H＋含量可提高(gao)鋼(gang)(gang)材(cai)對(dui)(dui)硫(liu)(liu)化氫的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)，維(wei)持pH值在(zai)9～11之間，這樣不(bu)僅(jin)可有(you)(you)效預防硫(liu)(liu)化氫腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，又可同時提高(gao)鋼(gang)(gang)材(cai)疲勞壽(shou)命。
c. 金屬保護層
在需保護的金屬表面用(yong)電鍍(du)或化學鍍(du)的方法鍍(du)上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保護內層(ceng)不(bu)被腐蝕。
d. 保護(hu)器保護(hu)
將(jiang)被保護的(de)(de)金(jin)屬如鐵作陰極，較活潑的(de)(de)金(jin)屬如Zn作犧牲性陽極。陽極腐蝕后定期(qi)更換。
e. 陰極保護
外加電(dian)源組成(cheng)一個電(dian)解(jie)池，將被(bei)保護金屬作陰極(ji)，廢金屬作陽(yang)極(ji)。
