腐蝕的危害性是十分普遍的，而且也是十分嚴重的。腐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(yi)、根據(ju)腐蝕發生的機理分(fen)類(lei)
根據(ju)腐蝕發生的機理(li)(li)，可將(jiang)其分為化學腐蝕、電(dian)化學腐蝕和物(wu)理(li)(li)腐蝕三大(da)類。
1. 化學腐(fu)蝕（Chemical Corrosion）
化(hua)(hua)學腐(fu)蝕是指金(jin)屬(shu)表面與(yu)非(fei)電解(jie)質直接發生純化(hua)(hua)學作用而引起的(de)破壞。金(jin)屬(shu)在(zai)高(gao)溫氣(qi)體中的(de)硫腐(fu)蝕、金(jin)屬(shu)的(de)高(gao)溫氧化(hua)(hua)均屬(shu)于化(hua)(hua)學腐(fu)蝕。
2. 電化學腐蝕（Electrochemical Corrosion）
電化(hua)學(xue)腐蝕是指金屬表面與離子導電的介質(zhi)發(fa)生電化(hua)學(xue)反應而引起的破壞。電化(hua)學(xue)腐蝕是最普(pu)遍(bian)、最常(chang)見的腐蝕，如金屬在(zai)大氣、海水、土壤和各種電解質(zhi)溶液(ye)中的腐蝕都(dou)屬此類。
3. 物理腐蝕（Physical Corrosion）
物(wu)理腐(fu)蝕是(shi)指金(jin)(jin)屬(shu)(shu)由于(yu)(yu)單純(chun)的物(wu)理溶解而(er)引起的破壞。其特(te)點是(shi)：當(dang)低(di)(di)熔點的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)溶入(ru)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)(liao)中時(shi)，會(hui)對金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)(liao)產生“割裂(lie)(lie)”作(zuo)用(yong)。由于(yu)(yu)低(di)(di)熔點的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)強度一(yi)般較低(di)(di)，在(zai)受力狀態(tai)下它將優先斷裂(lie)(lie)，從而(er)成為(wei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)(liao)的裂(lie)(lie)紋(wen)源。應該說(shuo)，這(zhe)種腐(fu)蝕在(zai)工(gong)程中并不多見。
二、根據腐蝕形(xing)態分類
按腐蝕形態(tai)分類，可(ke)分為全面腐蝕、局部腐蝕和應(ying)力(li)腐蝕三大類。
1. 全面腐蝕（General Corrosion）
全(quan)面腐(fu)蝕(shi)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(shi)是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工程中往往是給出足夠(gou)的腐蝕余量就能保證材料的機械(xie)強度(du)和使用(yong)壽命。
②. 均勻腐(fu)蝕(shi)常用單位時(shi)間內腐(fu)蝕(shi)介質對金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)腐(fu)蝕(shi)深度或金屬構件的(de)壁厚減(jian)薄(bo)量（稱為(wei)腐(fu)蝕(shi)速(su)率）來評定。SH3059標準中規定：腐(fu)蝕(shi)速(su)率不(bu)(bu)超過(guo)0.05mm/a的(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)充(chong)分(fen)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)蝕(shi)速(su)率為(wei)0.05～0.1mm/a的(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)蝕(shi)速(su)率為(wei)0.1～0.5mm/a的(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)尚耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)蝕(shi)速(su)率超過(guo)0.5mm/a的(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)不(bu)(bu)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。
2. 局(ju)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(dian)蝕，也稱孔蝕(shi)。蝕孔直徑等于或小于深度。蝕孔形態如圖1所示。
圖1 點蝕孔的(de)各種剖面形狀(zhuang)（選自ASTM標準）
②. 點蝕是不銹(xiu)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(ao)氏體不銹鋼(gang)。
⑤. 碳(tan)鋼(gang)管道也(ye)發生(sheng)點(dian)(dian)蝕(shi)，通(tong)常是在蒸汽系統(tong)（特別是低壓蒸汽）和(he)熱水系統(tong)，遭受溶(rong)解(jie)氧(yang)的腐蝕(shi)，溫度在80～250℃間(jian)最為嚴重。雖然蒸汽系統(tong)是除氧(yang)的，但由(you)于操作控(kong)制不(bu)嚴格，很難保證溶(rong)解(jie)氧(yang)量(liang)不(bu)超標，因此溶(rong)解(jie)氧(yang)造成碳(tan)鋼(gang)管道產生(sheng)點(dian)(dian)蝕(shi)的情況經常會發生(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(fu)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(feng)隙(xi)腐蝕的(de)機(ji)理(li)
c. 焊接接頭的腐蝕
通常發生于不銹鋼管道，有三種腐蝕(shi)形(xing)式。
①. 焊肉被腐(fu)蝕成(cheng)海綿(mian)狀，這(zhe)是奧氏體不銹鋼發生的δ鐵素體選擇性腐(fu)蝕
為改善焊接性(xing)能，奧氏體不(bu)銹鋼通常要求焊縫(feng)含有(you)3%～10%的鐵(tie)素體組織(zhi)，但在某些強腐蝕性(xing)介(jie)質中則會發生δ鐵(tie)素體選(xuan)擇(ze)性(xing)腐蝕，即腐蝕只發生在δ鐵(tie)素體相（或進(jin)一步分解為σ相），結果(guo)呈海(hai)綿狀。
②. 熱影響(xiang)區(qu)腐蝕
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(he)線處的刀(dao)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）。
刀口腐蝕(shi)大多發生在氧化性介質中。刀口腐蝕示意如圖4所示。
d. 磨損腐蝕(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(leng)凝液腐蝕
對于(yu)含水蒸氣的熱腐(fu)蝕性氣體(ti)管(guan)道，在保溫層中止處或(huo)破(po)損處的內壁(bi)，由于(yu)局部溫度降至露點(dian)以下，將發生冷凝現象，從(cong)而(er)造成(cheng)冷凝液腐(fu)蝕，即露點(dian)腐(fu)蝕。
f. 涂層破(po)損(sun)處的局部大(da)氣銹蝕(shi)
對于化工(gong)(gong)廠的碳鋼(gang)管線，這種(zhong)腐蝕(shi)有(you)時會很嚴重，因為(wei)化工(gong)(gong)廠區(qu)的大氣(qi)中(zhong)常(chang)常(chang)含有(you)酸性(xing)氣(qi)體，比自然大氣(qi)的腐蝕(shi)性(xing)強得多。
3. 應(ying)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(li)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(yi)產生應力腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)金屬(shu)材料和腐(fu)蝕(shi)環境組合（選(xuan)自SH 3059附(fu)錄E）
a. 堿(jian)脆(cui)
金(jin)屬在堿液(ye)中的(de)應力(li)腐蝕破(po)裂稱堿脆(cui)。碳鋼、低合金(jin)鋼、不銹鋼等多種金(jin)屬材料皆可發生堿脆(cui)。碳鋼（含低合金(jin)鋼）發生堿脆(cui)的(de)趨勢如圖5所示。
圖5 碳鋼在堿(jian)液中的應力腐蝕破裂區
由圖5可知，氫氧(yang)化鈉(na)濃度(du)在(zai)5%以(yi)上的(de)(de)全部(bu)濃度(du)范(fan)圍(wei)內(nei)碳鋼幾(ji)乎(hu)都(dou)可能產生(sheng)堿脆(cui)，堿脆(cui)的(de)(de)最(zui)低溫(wen)度(du)為(wei)50℃，所(suo)需堿液的(de)(de)濃度(du)為(wei)40%～50%，以(yi)沸點附近的(de)(de)高溫(wen)區最(zui)易發生(sheng), 裂(lie)紋呈晶間(jian)型。
奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼發生堿(jian)(jian)(jian)脆(cui)的(de)(de)趨(qu)勢如圖6所示。氫(qing)氧(yang)化鈉(na)濃(nong)度(du)(du)(du)在0.1%以(yi)上的(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)時18-8型(xing)(xing)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼即(ji)可發生堿(jian)(jian)(jian)脆(cui)。以(yi)氫(qing)氧(yang)化鈉(na)濃(nong)度(du)(du)(du)40%最危險，這時發生堿(jian)(jian)(jian)脆(cui)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)115℃左右。 超低(di)碳(tan)不(bu)銹鋼的(de)(de)堿(jian)(jian)(jian)脆(cui)裂(lie)紋為(wei)(wei)穿(chuan)晶型(xing)(xing)，含碳(tan)量(liang)高(gao)時，堿(jian)(jian)(jian)脆(cui)裂(lie)紋則為(wei)(wei)晶間型(xing)(xing)或混合型(xing)(xing)。當(dang)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼中加入2%鉬時，則可使其堿(jian)(jian)(jian)脆(cui)界(jie)限縮小(xiao)，并向堿(jian)(jian)(jian)的(de)(de)高(gao)濃(nong)度(du)(du)(du)區(qu)域(yu)移動。鎳和(he)鎳基(ji)合金具有較高(gao)的(de)(de)耐應力(li)腐蝕的(de)(de)性能，它的(de)(de)堿(jian)(jian)(jian)脆(cui)范圍變得狹窄，而且位于高(gao)溫(wen)濃(nong)堿(jian)(jian)(jian)區(qu)。
圖(tu)6 產(chan)生應力(li)腐蝕破(po)裂的燒堿濃度與溫(wen)度關(guan)系(xi) 注：曲線上(shang)部(bu)為危(wei)險(xian)區
b. 不銹鋼的氯(lv)離子應力腐蝕破裂
氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)不(bu)但能引(yin)起(qi)(qi)不(bu)銹(xiu)鋼孔蝕(shi)，更能引(yin)起(qi)(qi)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂。 發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂的(de)(de)臨界(jie)(jie)氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)濃度(du)隨溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)上升而減小，高溫(wen)(wen)下，氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)濃度(du)只要(yao)達到 10-6 ，即(ji)能引(yin)起(qi)(qi)破裂。發(fa)(fa)生(sheng)氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂的(de)(de)臨界(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)為70℃。 具有氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)濃縮的(de)(de)條(tiao)件（反復蒸(zheng)干、潤(run)濕）是最易發(fa)(fa)生(sheng)破裂的(de)(de)。工業中(zhong)發(fa)(fa)生(sheng)不(bu)銹(xiu)鋼氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂的(de)(de)情況相當普遍。 不(bu)銹(xiu)鋼氯(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂不(bu)僅(jin)僅(jin)發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)管道的(de)(de)內壁，發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)管道外壁的(de)(de)事例也屢見不(bu)鮮，如(ru)圖7所示。
圖7 不銹鋼管道(dao)應(ying)力腐蝕破裂
作為(wei)管外側的(de)(de)(de)腐(fu)蝕因素(su)，被認(ren)為(wei)是(shi)保溫(wen)材料的(de)(de)(de)問(wen)題，對保溫(wen)材料進行分析的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)，被檢驗出含有約0.5%的(de)(de)(de)氯離子。這(zhe)個數值(zhi)可(ke)認(ren)為(wei)是(shi)保溫(wen)材料中(zhong)含有的(de)(de)(de)雜質，或由于保溫(wen)層破損、浸(jin)入的(de)(de)(de)雨(yu)水中(zhong)帶(dai)入并(bing)經(jing)過濃縮的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。
c. 不(bu)銹鋼(gang)連多(duo)硫酸應力腐蝕破裂(lie)
以加(jia)氫(qing)脫硫裝置最為典(dian)型，不銹(xiu)鋼連(lian)多硫酸(suan)的(de)應力腐蝕(shi)破裂頗為引人關注。 管道(dao)在正常運行時(shi)，受硫化氫(qing)腐蝕(shi)，生成的(de)硫化鐵(tie)，在停(ting)車(che)檢修時(shi)，與空(kong)氣中的(de)氧及(ji)水反應生成了連(lian)多硫酸(suan)。在Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)鋼管道(dao)的(de)殘余應力較大的(de)部位（焊(han)縫熱影響區、彎管部位等）產生應力腐蝕(shi)裂紋。
d. 硫化(hua)物(wu)腐蝕破裂
①. 金屬在同(tong)時(shi)含(han)有硫(liu)(liu)化(hua)氫及(ji)水的介質中發生(sheng)(sheng)的應力腐蝕破(po)裂(lie)(lie)(lie)即為(wei)硫(liu)(liu)化(hua)物腐蝕破(po)裂(lie)(lie)(lie)，簡(jian)稱硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)。在天然(ran)氣、石油(you)(you)采集，加工(gong)煉(lian)制，石油(you)(you)化(hua)學及(ji)化(hua)肥等工(gong)業(ye)部門(men)常(chang)常(chang)發生(sheng)(sheng)管道、閥門(men)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)事故。發生(sheng)(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)所需(xu)的時(shi)間短則(ze)幾(ji)天，長則(ze)幾(ji)個月到(dao)幾(ji)年不等，但是(shi)未見超過十年發生(sheng)(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)(lie)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。
碳鋼(gang)和(he)低合(he)金鋼(gang)在(zai)20～40℃溫(wen)(wen)度范(fan)圍內對硫(liu)(liu)裂(lie)的(de)敏感性最大，奧氏體不銹鋼(gang)的(de)硫(liu)(liu)裂(lie)大多發生在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)環境中(zhong)。隨著(zhu)溫(wen)(wen)度升高(gao)，奧氏體不銹鋼(gang)的(de)硫(liu)(liu)裂(lie)敏感性增加(jia)。 在(zai)含硫(liu)(liu)化(hua)氫及水的(de)介質中(zhong)，如果同時含醋酸，或者(zhe)二氧化(hua)碳和(he)氯化(hua)鈉，或磷(lin)化(hua)氫，或砷、硒、銻(ti)、碲的(de)化(hua)合(he)物或氯離(li)子，則對鋼(gang)的(de)硫(liu)(liu)裂(lie)起促進作用(yong)。
對于奧氏體不銹鋼的硫裂，氯離子和氧起促進作用，304L不(bu)銹(xiu)鋼和316L不銹(xiu)鋼(gang)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)(gang)的(de)強(qiang)度(du)越(yue)(yue)(yue)高，越(yue)(yue)(yue)易(yi)發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)。鋼(gang)(gang)的(de)硬(ying)(ying)度(du)越(yue)(yue)(yue)高，越(yue)(yue)(yue)易(yi)發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)。在(zai)發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)的(de)事故中，焊(han)(han)縫(feng)特(te)別是(shi)(shi)熔合線是(shi)(shi)最易(yi)發(fa)生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)的(de)部位(wei)，這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)里的(de)硬(ying)(ying)度(du)最高。 NACE對碳鋼(gang)(gang)焊(han)(han)縫(feng)的(de)硬(ying)(ying)度(du)進行了(le)嚴格(ge)(ge)的(de)規(gui)定(ding)：≤200HB。這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)焊(han)(han)縫(feng)硬(ying)(ying)度(du)的(de)分布比母材復雜，所以對焊(han)(han)縫(feng)硬(ying)(ying)度(du)的(de)規(gui)定(ding)比母材嚴格(ge)(ge)。焊(han)(han)縫(feng)部位(wei)常(chang)發(fa)生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)，一方(fang)(fang)面是(shi)(shi)由于焊(han)(han)接殘余應力(li)的(de)作(zuo)用，另一方(fang)(fang)面是(shi)(shi)焊(han)(han)縫(feng)金屬、熔合線及熱影響區出現淬硬(ying)(ying)組織(zhi)的(de)結果。為(wei)防止硫(liu)裂(lie)(lie)，焊(han)(han)后進行有效的(de)熱處理(li)十分必要。
e. 氫損傷
氫(qing)滲透進入金屬內(nei)部而造成金屬性能劣化稱為氫(qing)損傷，也稱氫(qing)破壞。
氫損傷可分為四種不(bu)同類型：氫鼓泡、氫脆、脫碳和(he)氫腐蝕。
①. 氫(qing)(qing)鼓泡及氫(qing)(qing)誘(you)發階梯裂(lie)紋。
主要發(fa)生(sheng)在含濕硫(liu)化氫(qing)的介質中(zhong)。
硫化氫(qing)在水中離解(jie)：
鋼在硫化氫水(shui)溶液中發生電化學腐蝕：
由(you)上述過程可以看出，鋼在(zai)這(zhe)種環境中，不僅會由(you)于陽極反應而(er)發生一般腐蝕(shi)，而(er)且由(you)于S2-在(zai)金屬(shu)表面的吸附對氫(qing)原(yuan)子復合氫(qing)分子有阻礙作用，從而(er)促進氫(qing)原(yuan)子向(xiang)金屬(shu)內滲透。
當氫原(yuan)子(zi)向鋼(gang)中滲透(tou)擴散時，遇到了裂(lie)(lie)縫、分層(ceng)、空隙、夾(jia)渣(zha)等缺陷，就聚集起來結合成(cheng)(cheng)氫分子(zi)造(zao)成(cheng)(cheng)體積膨脹，在鋼(gang)材內部產生極(ji)大(da)壓力（可(ke)達(da)數百兆帕）。 如果這些(xie)缺陷在鋼(gang)材表(biao)面附(fu)近，則形成(cheng)(cheng)鼓泡，如圖8所(suo)示。如果這些(xie)缺陷在鋼(gang)的內部深處，則形成(cheng)(cheng)誘發裂(lie)(lie)紋(wen)。它是沿軋(ya)制方向上產生的相互平行(xing)的裂(lie)(lie)紋(wen)，被短的橫向裂(lie)(lie)紋(wen)連(lian)接(jie)起來形成(cheng)(cheng)“階(jie)梯”。 氫誘發階(jie)梯裂(lie)(lie)紋(wen)輕者使鋼(gang)材脆化，重者會使有效壁(bi)厚減(jian)小到管道過載、泄漏甚(shen)至斷裂(lie)(lie)。
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. 脫碳(tan)
在工業制(zhi)氫(qing)裝置中(zhong)，高溫(wen)氫(qing)氣(qi)管道易(yi)產生(sheng)碳損傷。鋼中(zhong)的滲碳體在高溫(wen)下與(yu)氫(qing)氣(qi)作(zuo)用生(sheng)成甲烷：
反應結果導致表面層(ceng)的(de)(de)(de)滲碳(tan)(tan)(tan)體減少，而碳(tan)(tan)(tan)便從鄰近的(de)(de)(de)尚(shang)未反應的(de)(de)(de)金屬層(ceng)逐(zhu)漸(jian)擴散到此反應區，于(yu)是有(you)一(yi)定厚度的(de)(de)(de)金屬層(ceng)因缺碳(tan)(tan)(tan)而變為鐵素體。脫碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)結果造成鋼的(de)(de)(de)表面強(qiang)度和疲勞(lao)極限的(de)(de)(de)降低(di)。
④. 氫腐蝕
鋼受到高溫高壓(ya)氫作(zuo)用后，其力(li)學性能劣(lie)化，強度、韌性明顯(xian)降低，并且(qie)是不(bu)可逆(ni)的，這種現象稱(cheng)為氫腐蝕(shi)。
氫(qing)腐蝕的歷程可用圖9來解釋：
圖9 氫腐蝕的(de)歷程(cheng)
氫腐蝕的過程大(da)致可(ke)分為三個階段：孕育期，鋼的性能沒有變化(hua)；性能迅速變化(hua)階段，迅速脫(tuo)碳，裂紋(wen)快速擴展(zhan)；最后階段，固溶體中碳已(yi)耗盡。
氫(qing)腐蝕(shi)的(de)(de)孕育期是重(zhong)要的(de)(de)，它往往決定了鋼的(de)(de)使用壽命。
某氫(qing)壓力下產生(sheng)氫(qing)腐蝕有一(yi)起始溫(wen)度(du)，它是衡量(liang)鋼材抗氫(qing)性能的指標。低于這個溫(wen)度(du)氫(qing)腐蝕反應速(su)度(du)極(ji)慢，以至孕育期超(chao)過(guo)正常使用壽命。碳鋼的這一(yi)溫(wen)度(du)大約在220℃左右(you)。
氫(qing)分壓(ya)也有一個起(qi)始點（碳鋼(gang)大約在1.4MPa左右），即無論溫度多(duo)高(gao)，低于此分壓(ya)，只發(fa)(fa)生(sheng)表面(mian)脫碳而不發(fa)(fa)生(sheng)嚴重的(de)氫(qing)腐(fu)蝕(shi)。 各種抗氫(qing)鋼(gang)發(fa)(fa)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)的(de)溫度和(he)壓(ya)力組(zu)合條件，就(jiu)是著(zhu)名(ming)的(de)Nelson曲線（在很多(duo)管道器(qi)材選用標準規(gui)范內均有此曲線圖，如(ru)SH3059《石油化工管道設計器(qi)材選用通則》）。
冷(leng)加(jia)工變形，提高了(le)碳(tan)、氫的擴(kuo)散能(neng)力，對腐蝕(shi)起加(jia)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。
