1. 濕硫化氫環(huan)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)化氫的(de)電(dian)離
在濕硫化氫環境中，硫化氫會發(fa)生電(dian)離，使水具(ju)有酸性。硫化氫電(dian)化學(xue)腐蝕過(guo)程：
注：鋼材受到硫化氫腐蝕以后陽極的最(zui)終產(chan)物就是(shi)硫化亞鐵，該(gai)產(chan)物通常是(shi)一種(zhong)有缺陷的結(jie)構，它與鋼鐵表面(mian)的黏結(jie)力差，易脫落，易氧化，且電位(wei)較正(zheng)，因而(er)作(zuo)為(wei)陰(yin)極與鋼鐵基(ji)體(ti)構成一個活性的微電池(chi)，對鋼基(ji)體(ti)繼續進(jin)行腐蝕。
反應產物氫(qing)(qing)一般認為有兩(liang)種去(qu)向，一是(shi)氫(qing)(qing)原子之間有較(jiao)大(da)的(de)(de)親和(he)力，易相互結合形成氫(qing)(qing)分(fen)子排出；另一個去(qu)向就是(shi)由于原子半(ban)徑(jing)極小的(de)(de)氫(qing)(qing)原子獲(huo)得(de)足(zu)夠的(de)(de)能量后變(bian)成擴散(san)氫(qing)(qing)［H］而(er)滲入鋼的(de)(de)內部并溶入晶格中，溶于晶格中的(de)(de)氫(qing)(qing)有很強的(de)(de)游離性，在一定條件(jian)下將導致材料的(de)(de)脆化(hua)（氫(qing)(qing)脆）和(he)氫(qing)(qing)損傷(shang)。
3. 濕H2S環(huan)境中的開(kai)裂類(lei)型
濕H環境中的(de)開(kai)裂(lie)類型有：氫(qing)鼓(gu)泡（HB）、氫(qing)致開(kai)裂(lie)（HIC）、硫化物應力腐蝕開(kai)裂(lie)（SSCC）、應力導向氫(qing)致開(kai)裂(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和圖8.1.10。
4. 硫化物(wu)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不銹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)(de)強度(du)(du)越(yue)(yue)高，越(yue)(yue)易發(fa)生硫(liu)(liu)裂(lie)。鋼的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)值越(yue)(yue)高，越(yue)(yue)易發(fa)生硫(liu)(liu)裂(lie)。在發(fa)生硫(liu)(liu)裂(lie)的(de)(de)(de)(de)事故中，焊縫(feng)(feng)特別是(shi)(shi)熔合線是(shi)(shi)最易發(fa)生破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)(de)部位，這是(shi)(shi)因為這里的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)最高。NACE對(dui)碳鋼焊縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)做了(le)嚴(yan)格的(de)(de)(de)(de)規(gui)定：HB≤200。這是(shi)(shi)因為焊縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)分布比母(mu)材復雜，所以對(dui)焊縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)規(gui)定比母(mu)材嚴(yan)。焊縫(feng)(feng)部位常(chang)發(fa)生破(po)裂(lie)，一方(fang)面(mian)是(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)焊接殘余(yu)應力的(de)(de)(de)(de)作用，另一方(fang)面(mian)是(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)焊縫(feng)(feng)金屬、熔合線及熱影(ying)響區出現淬硬(ying)組織的(de)(de)(de)(de)結果(guo)。為防(fang)止硫(liu)(liu)裂(lie)，焊后(hou)進(jin)行有效的(de)(de)(de)(de)熱處理(li)十分必要。
5. 硫化(hua)氫腐蝕的預防措施
a. 選用抗硫化(hua)氫材(cai)料
抗(kang)(kang)(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)材(cai)料(liao)主要(yao)是指對(dui)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂和(he)(he)氫(qing)(qing)(qing)(qing)損傷(shang)有一定(ding)(ding)抗(kang)(kang)(kang)力(li)或對(dui)這種開裂不敏感的材(cai)料(liao)。同時(shi)采用低硬度(du)（強度(du)）和(he)(he)完(wan)全(quan)淬火＋回火處理(li)工藝(yi)對(dui)材(cai)料(liao)抗(kang)(kang)(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)腐(fu)蝕是有利的。對(dui)高硫(liu)(liu)(liu)介質(zhi)的管(guan)(guan)道(dao)器材(cai)按SH／T 3129《加工高硫(liu)(liu)(liu)原油重(zhong)點裝置主要(yao)管(guan)(guan)道(dao)設計選材(cai)導則》進行選材(cai)。酸性(xing)天然氣(qi)系統和(he)(he)酸性(xing)天然氣(qi)-油系統管(guan)(guan)道(dao)材(cai)料(liao)的選擇，應(ying)(ying)符(fu)合SY／T 0599《天然氣(qi)地面設施抗(kang)(kang)(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)物應(ying)(ying)力(li)開裂和(he)(he)抗(kang)(kang)(kang)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂的金屬材(cai)料(liao)要(yao)求》的規(gui)定(ding)(ding)。SH／T 3129里面規(gui)定(ding)(ding)：對(dui)于以濕硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)為(wei)主要(yao)腐(fu)蝕介質(zhi)的環境，主材(cai)選用應(ying)(ying)符(fu)合規(gui)范要(yao)求。對(dui)含硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)介質(zhi)的管(guan)(guan)道(dao)器材(cai)按最新(xin)版“柯(ke)柏曲線(xian)”進行選材(cai)。見本書第五章內容。
b. 添加(jia)緩蝕劑(ji)
實踐證明合理添加(jia)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)是防止(zhi)含H2S酸(suan)性油(you)氣對碳(tan)鋼和低合金鋼設(she)施腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)一種(zhong)有(you)效方法。緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)對應用(yong)(yong)(yong)條件的(de)(de)選擇性要求(qiu)很高，針(zhen)對性很強(qiang)。不(bu)同介質或(huo)材(cai)料往往要求(qiu)的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)也(ye)(ye)不(bu)同，甚至同一種(zhong)介質，當操(cao)作(zuo)條件（如溫(wen)度、壓力、濃度、流速等(deng)）改(gai)變(bian)時(shi)，所采用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)可能(neng)也(ye)(ye)需(xu)要改(gai)變(bian)。用(yong)(yong)(yong)于(yu)含H2S酸(suan)性環境(jing)中(zhong)的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)，通常為(wei)含氧的(de)(de)有(you)機緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)（成(cheng)膜型(xing)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)），有(you)胺(an)類、咪(mi)唑啉、酰胺(an)類和季(ji)銨(an)鹽，也(ye)(ye)包括含硫、磷的(de)(de)化(hua)合物。控制溶(rong)液pH值。提(ti)高溶(rong)液pH值降低溶(rong)液中(zhong)H＋含量可提(ti)高鋼材(cai)對硫化(hua)氫的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)力，維(wei)持pH值在9～11之間，這(zhe)樣不(bu)僅可有(you)效預防硫化(hua)氫腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，又可同時(shi)提(ti)高鋼材(cai)疲勞壽命。
c. 金屬保護(hu)層
在(zai)需保護的(de)金屬表(biao)面用電鍍或化學鍍的(de)方法鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保護內層不被腐蝕。
d. 保護器保護
將(jiang)被保護的(de)(de)金屬(shu)如(ru)鐵作(zuo)(zuo)陰極，較活潑的(de)(de)金屬(shu)如(ru)Zn作(zuo)(zuo)犧牲性陽極。陽極腐(fu)蝕后定(ding)期更換。
e. 陰(yin)極(ji)保護
外加電源組(zu)成一個電解池，將被保護金屬(shu)作陰極，廢(fei)金屬(shu)作陽極。
