腐蝕的危害性是十分普遍的，而且也是十分嚴重的。腐蝕(shi)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(gen)據腐蝕發(fa)生的機理分類(lei)
根(gen)據腐蝕(shi)(shi)發生的機理(li)，可將其分為化學(xue)腐蝕(shi)(shi)、電化學(xue)腐蝕(shi)(shi)和物理(li)腐蝕(shi)(shi)三大類。
1. 化學腐蝕（Chemical Corrosion）
化(hua)學(xue)腐(fu)蝕是指金屬表面與非(fei)電解質直接發生(sheng)純化(hua)學(xue)作用而引起的破(po)壞。金屬在高(gao)溫(wen)氣體(ti)中(zhong)的硫腐(fu)蝕、金屬的高(gao)溫(wen)氧化(hua)均屬于化(hua)學(xue)腐(fu)蝕。
2. 電(dian)化學(xue)腐蝕(shi)（Electrochemical Corrosion）
電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕是指金屬(shu)表(biao)面與離子(zi)導電(dian)的(de)介質(zhi)發生(sheng)電(dian)化(hua)學(xue)反應(ying)而引起的(de)破壞。電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕是最(zui)普遍(bian)、最(zui)常見的(de)腐(fu)蝕，如金屬(shu)在(zai)大氣、海水、土(tu)壤和各種電(dian)解質(zhi)溶液中的(de)腐(fu)蝕都屬(shu)此(ci)類。
3. 物理腐(fu)蝕（Physical Corrosion）
物理腐蝕(shi)是(shi)指金(jin)屬(shu)由(you)于單純的(de)(de)(de)物理溶(rong)解而(er)引起(qi)的(de)(de)(de)破壞。其特點(dian)是(shi)：當低(di)(di)熔點(dian)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)溶(rong)入金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)中時，會對(dui)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)產生(sheng)“割裂”作用(yong)。由(you)于低(di)(di)熔點(dian)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)強度一(yi)般較低(di)(di)，在(zai)受力狀態下它將優(you)先(xian)斷裂，從而(er)成為金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)裂紋源。應該(gai)說(shuo)，這(zhe)種腐蝕(shi)在(zai)工程中并(bing)不多(duo)見。
二(er)、根據腐蝕(shi)形(xing)態分類
按腐蝕形(xing)態(tai)分(fen)類，可(ke)分(fen)為全面腐蝕、局部腐蝕和應力腐蝕三大類。
1. 全(quan)面腐蝕（General Corrosion）
全面腐蝕(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(jun)勻(yun)腐(fu)蝕(shi)是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工(gong)程中(zhong)往(wang)往(wang)是給出足夠的腐蝕(shi)余量就能保證(zheng)材料(liao)的機(ji)械(xie)強度(du)和(he)使用(yong)壽命(ming)。
②. 均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)常(chang)用單位時間(jian)內腐(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)對金(jin)屬材(cai)料(liao)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)或金(jin)屬構件的(de)壁(bi)厚(hou)減薄量（稱為(wei)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)）來評定。SH3059標(biao)準中規定：腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)不超(chao)過0.05mm/a的(de)材(cai)料(liao)為(wei)充分耐腐(fu)(fu)蝕(shi)材(cai)料(liao)；腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)為(wei)0.05～0.1mm/a的(de)材(cai)料(liao)為(wei)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)材(cai)料(liao)；腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)為(wei)0.1～0.5mm/a的(de)材(cai)料(liao)為(wei)尚耐腐(fu)(fu)蝕(shi)材(cai)料(liao)；腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)超(chao)過0.5mm/a的(de)材(cai)料(liao)為(wei)不耐腐(fu)(fu)蝕(shi)材(cai)料(liao)。
2. 局部腐(fu)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(dian)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(kong)蝕(shi)。蝕孔直徑等于或小于深度。蝕孔形態如圖1所示。
圖1 點蝕孔的各種剖面(mian)形狀（選自ASTM標(biao)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(ao)氏體不銹鋼。
⑤. 碳(tan)鋼(gang)(gang)管道也發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)蝕，通常是在(zai)(zai)蒸汽系(xi)統(tong)（特別是低壓蒸汽）和熱水系(xi)統(tong)，遭受溶(rong)解氧(yang)的腐蝕，溫度(du)在(zai)(zai)80～250℃間最為(wei)嚴(yan)重。雖然蒸汽系(xi)統(tong)是除(chu)氧(yang)的，但由于操作控制不嚴(yan)格，很難保證溶(rong)解氧(yang)量(liang)不超(chao)標，因此溶(rong)解氧(yang)造(zao)成(cheng)碳(tan)鋼(gang)(gang)管道產生(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)蝕的情況經常會發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)。
b. 縫隙(xi)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(feng)隙腐蝕的機理
c. 焊接接頭(tou)的腐蝕
通(tong)常(chang)發(fa)生于不銹鋼管(guan)道，有三(san)種腐蝕形式。
①. 焊肉被腐蝕成海綿狀，這是奧氏體(ti)(ti)不銹鋼發生的(de)δ鐵(tie)素體(ti)(ti)選擇性腐蝕
為改(gai)善(shan)焊(han)接性能，奧氏體(ti)不銹鋼(gang)通常要(yao)求焊(han)縫含有3%～10%的鐵素體(ti)組織，但在(zai)某(mou)些強腐蝕(shi)性介質中則會發生δ鐵素體(ti)選擇(ze)性腐蝕(shi)，即腐蝕(shi)只(zhi)發生在(zai)δ鐵素體(ti)相（或進一步分解為σ相），結果呈海綿狀。
②. 熱影(ying)響(xiang)區腐蝕
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(xian)處的刀口腐(fu)蝕(shi)
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)損腐蝕
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. 冷凝液腐蝕
對于含水蒸氣的(de)熱腐蝕(shi)性氣體管道，在保溫層中止處(chu)或破損處(chu)的(de)內壁，由于局部溫度降至露(lu)點(dian)以(yi)下，將(jiang)發(fa)生(sheng)冷凝現象，從(cong)而造成冷凝液(ye)腐蝕(shi)，即(ji)露(lu)點(dian)腐蝕(shi)。
f. 涂層破損處的局部大氣銹蝕(shi)
對(dui)于化工(gong)廠的(de)碳鋼管線，這種(zhong)腐蝕有時會很嚴重，因為化工(gong)廠區(qu)的(de)大(da)氣中常(chang)常(chang)含(han)有酸(suan)性氣體，比自然大(da)氣的(de)腐蝕性強(qiang)得多。
3. 應力腐蝕(shi)（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(lie)。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)產生應力腐蝕(shi)開裂的金屬材料和腐蝕(shi)環境組合（選自SH 3059附錄E）
a. 堿(jian)脆
金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在堿(jian)液中的應力腐蝕(shi)破裂稱堿(jian)脆。碳鋼(gang)、低合金(jin)(jin)鋼(gang)、不銹鋼(gang)等多種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)皆可發(fa)生(sheng)堿(jian)脆。碳鋼(gang)（含(han)低合金(jin)(jin)鋼(gang)）發(fa)生(sheng)堿(jian)脆的趨勢如圖5所示。
圖5 碳鋼在堿(jian)液(ye)中的(de)應力腐蝕破裂區
由圖5可知，氫(qing)氧化鈉(na)濃(nong)度(du)在5%以(yi)上的(de)全部濃(nong)度(du)范圍(wei)內碳(tan)鋼(gang)幾乎(hu)都可能產生堿(jian)脆(cui)，堿(jian)脆(cui)的(de)最(zui)低溫度(du)為50℃，所需(xu)堿(jian)液的(de)濃(nong)度(du)為40%～50%，以(yi)沸點(dian)附近的(de)高溫區最(zui)易發生, 裂紋呈晶間型。
奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼發生(sheng)堿(jian)(jian)脆的(de)趨勢(shi)如圖6所示。氫氧化鈉濃度在(zai)0.1%以上(shang)的(de)濃度時18-8型(xing)(xing)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼即(ji)可發生(sheng)堿(jian)(jian)脆。以氫氧化鈉濃度40%最危險，這時發生(sheng)堿(jian)(jian)脆的(de)溫度為115℃左右。 超(chao)低碳不銹(xiu)鋼的(de)堿(jian)(jian)脆裂紋為穿晶型(xing)(xing)，含碳量高時，堿(jian)(jian)脆裂紋則(ze)為晶間型(xing)(xing)或混(hun)合(he)型(xing)(xing)。當(dang)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼中加入2%鉬時，則(ze)可使其堿(jian)(jian)脆界限縮(suo)小，并向堿(jian)(jian)的(de)高濃度區域移動。鎳和鎳基合(he)金具有較高的(de)耐應力腐蝕(shi)的(de)性能，它的(de)堿(jian)(jian)脆范圍變得狹窄，而且位于(yu)高溫濃堿(jian)(jian)區。
圖6 產生應力腐蝕破裂的燒堿濃度與溫度關系 注(zhu)：曲(qu)線上部為(wei)危險區(qu)
b. 不銹鋼的氯離(li)子應力腐蝕(shi)破(po)裂
氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)不(bu)但能引起(qi)(qi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)孔蝕，更能引起(qi)(qi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)。 發(fa)(fa)生應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)的臨(lin)界氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)濃度(du)(du)(du)隨溫(wen)度(du)(du)(du)的上升而減小(xiao)，高溫(wen)下(xia)，氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)濃度(du)(du)(du)只要達到 10-6 ，即(ji)能引起(qi)(qi)破(po)(po)裂(lie)。發(fa)(fa)生氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)的臨(lin)界溫(wen)度(du)(du)(du)為70℃。 具(ju)有氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)濃縮的條件（反復蒸干、潤濕）是最易(yi)發(fa)(fa)生破(po)(po)裂(lie)的。工(gong)業中(zhong)發(fa)(fa)生不(bu)銹(xiu)鋼(gang)氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)的情況相當普遍。 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)不(bu)僅(jin)僅(jin)發(fa)(fa)生在管(guan)道的內壁，發(fa)(fa)生在管(guan)道外(wai)壁的事例也屢(lv)見不(bu)鮮，如圖7所(suo)示。
圖7 不銹鋼管道應力腐(fu)蝕破裂
作為管外側的腐蝕因(yin)素(su)，被(bei)認(ren)為是保(bao)溫(wen)材(cai)(cai)料的問(wen)題，對保(bao)溫(wen)材(cai)(cai)料進(jin)行分析的結(jie)果，被(bei)檢驗出含(han)有約0.5%的氯離子。這個數值(zhi)可(ke)認(ren)為是保(bao)溫(wen)材(cai)(cai)料中含(han)有的雜質，或由于保(bao)溫(wen)層破損、浸入的雨水(shui)中帶入并經過濃(nong)縮的結(jie)果。
c. 不銹鋼連多(duo)硫酸應力腐蝕(shi)破裂(lie)
以加(jia)氫(qing)脫(tuo)硫裝置最為典型，不銹(xiu)鋼(gang)(gang)連(lian)(lian)多硫酸的(de)應(ying)力(li)腐蝕破(po)裂頗為引人(ren)關注。 管(guan)道(dao)在正常運行時(shi)，受硫化氫(qing)腐蝕，生成的(de)硫化鐵(tie)，在停(ting)車檢修(xiu)時(shi)，與空氣(qi)中的(de)氧及水反應(ying)生成了連(lian)(lian)多硫酸。在Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)道(dao)的(de)殘余應(ying)力(li)較大的(de)部位(wei)（焊(han)縫熱影響區、彎(wan)管(guan)部位(wei)等）產生應(ying)力(li)腐蝕裂紋。
d. 硫化物腐蝕破裂
①. 金屬在同(tong)時含有硫(liu)化氫及(ji)水的介質中發生的應力腐蝕(shi)(shi)破(po)(po)裂(lie)即為硫(liu)化物腐蝕(shi)(shi)破(po)(po)裂(lie)，簡稱硫(liu)裂(lie)。在天然氣、石(shi)油(you)采集，加工煉制，石(shi)油(you)化學及(ji)化肥等工業部門(men)常(chang)常(chang)發生管道、閥(fa)門(men)硫(liu)裂(lie)事故。發生硫(liu)裂(lie)所需的時間短則(ze)幾天，長則(ze)幾個月到幾年不(bu)等，但(dan)是未見超過十年發生硫(liu)裂(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)和低(di)合(he)(he)金鋼(gang)在(zai)20～40℃溫度范(fan)圍內對(dui)硫(liu)裂(lie)的(de)(de)敏感(gan)性(xing)最(zui)大，奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)硫(liu)裂(lie)大多發生在(zai)高(gao)溫環境(jing)中(zhong)。隨著溫度升高(gao)，奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)硫(liu)裂(lie)敏感(gan)性(xing)增加。 在(zai)含(han)(han)硫(liu)化氫及水的(de)(de)介質(zhi)中(zhong)，如果同(tong)時含(han)(han)醋酸，或者二氧化碳和氯化鈉，或磷(lin)化氫，或砷、硒、銻、碲的(de)(de)化合(he)(he)物或氯離子，則對(dui)鋼(gang)的(de)(de)硫(liu)裂(lie)起促(cu)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+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)強度(du)越(yue)高(gao)(gao)，越(yue)易發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)(lie)。鋼(gang)的(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)越(yue)高(gao)(gao)，越(yue)易發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)(lie)。在發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)事(shi)故中(zhong)，焊縫(feng)(feng)特別是熔合(he)線是最(zui)易發(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)部位(wei)(wei)，這(zhe)是因(yin)為(wei)這(zhe)里的(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)最(zui)高(gao)(gao)。 NACE對(dui)碳(tan)鋼(gang)焊縫(feng)(feng)的(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)進(jin)行了嚴格的(de)(de)規定(ding)：≤200HB。這(zhe)是因(yin)為(wei)焊縫(feng)(feng)硬(ying)(ying)(ying)度(du)的(de)(de)分布比母材復(fu)雜，所以對(dui)焊縫(feng)(feng)硬(ying)(ying)(ying)度(du)的(de)(de)規定(ding)比母材嚴格。焊縫(feng)(feng)部位(wei)(wei)常發(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)(lie)，一(yi)方(fang)面(mian)是由于焊接殘余(yu)應力(li)的(de)(de)作用，另一(yi)方(fang)面(mian)是焊縫(feng)(feng)金屬、熔合(he)線及熱影響區出現淬硬(ying)(ying)(ying)組織的(de)(de)結果(guo)。為(wei)防止硫(liu)裂(lie)(lie)(lie)，焊后進(jin)行有效的(de)(de)熱處(chu)理十分必要。
e. 氫損(sun)傷
氫(qing)(qing)滲透進入金屬內部(bu)而造成金屬性(xing)能劣化稱為(wei)氫(qing)(qing)損傷，也稱氫(qing)(qing)破壞。
氫(qing)損傷(shang)可(ke)分為四種不同類(lei)型：氫(qing)鼓(gu)泡、氫(qing)脆、脫碳和氫(qing)腐(fu)蝕。
①. 氫鼓泡(pao)及氫誘(you)發階梯裂紋(wen)。
主要發生在含濕硫(liu)化氫的介質中(zhong)。
硫化(hua)氫在水(shui)中離解：
鋼在硫(liu)化氫水(shui)溶液中發生電化學腐蝕：
由上(shang)述過程可以(yi)看出，鋼在這種環境中，不僅(jin)會(hui)由于陽(yang)極反應而(er)發生(sheng)一般(ban)腐蝕，而(er)且(qie)由于S2-在金屬(shu)表面的吸附(fu)對氫(qing)原子(zi)(zi)復合氫(qing)分子(zi)(zi)有阻(zu)礙作用，從而(er)促進氫(qing)原子(zi)(zi)向金屬(shu)內滲透。
當氫(qing)原子向鋼(gang)中滲透擴散時，遇到(dao)了(le)裂(lie)縫、分層(ceng)、空隙、夾(jia)渣等缺陷(xian)，就聚集起來結合成(cheng)氫(qing)分子造成(cheng)體積膨(peng)脹，在鋼(gang)材內部(bu)(bu)產生極大壓力（可達數百(bai)兆帕）。 如果這些(xie)缺陷(xian)在鋼(gang)材表面附近，則形(xing)成(cheng)鼓泡，如圖(tu)8所示(shi)。如果這些(xie)缺陷(xian)在鋼(gang)的(de)(de)內部(bu)(bu)深處，則形(xing)成(cheng)誘發裂(lie)紋(wen)。它是沿軋制方向上產生的(de)(de)相互平行的(de)(de)裂(lie)紋(wen)，被短的(de)(de)橫(heng)向裂(lie)紋(wen)連接起來形(xing)成(cheng)“階梯(ti)”。 氫(qing)誘發階梯(ti)裂(lie)紋(wen)輕(qing)者(zhe)使鋼(gang)材脆化，重者(zhe)會使有效壁(bi)厚減小到(dao)管道(dao)過載、泄漏甚至(zhi)斷裂(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
在工業制氫裝置中(zhong)，高(gao)溫(wen)氫氣(qi)管(guan)道易產生碳(tan)損傷。鋼中(zhong)的滲碳(tan)體在高(gao)溫(wen)下與氫氣(qi)作用生成甲烷(wan)：
反(fan)應結果(guo)導致表面層的(de)滲碳(tan)(tan)體(ti)減少，而(er)碳(tan)(tan)便(bian)從鄰近的(de)尚未反(fan)應的(de)金屬(shu)層逐漸擴散到此反(fan)應區，于(yu)是有一定(ding)厚度的(de)金屬(shu)層因缺碳(tan)(tan)而(er)變為鐵(tie)素體(ti)。脫(tuo)碳(tan)(tan)的(de)結果(guo)造成(cheng)鋼的(de)表面強度和疲勞極限的(de)降低。
④. 氫腐(fu)蝕
鋼受到高溫高壓(ya)氫作用后，其力學(xue)性能劣化，強度、韌性明顯降低，并且是不(bu)可逆的，這(zhe)種現(xian)象稱為(wei)氫腐蝕。
氫腐蝕的(de)歷(li)程可用圖9來解釋(shi)：
圖9 氫腐蝕的(de)歷程
氫腐蝕的(de)過(guo)程(cheng)大致可分為三個階(jie)段：孕育期，鋼的(de)性能沒(mei)有變化；性能迅(xun)速(su)變化階(jie)段，迅(xun)速(su)脫(tuo)碳，裂紋(wen)快速(su)擴(kuo)展(zhan)；最后階(jie)段，固溶體中(zhong)碳已耗盡。
氫腐(fu)蝕的孕育期是(shi)重要的，它(ta)往(wang)往(wang)決定了(le)鋼的使用壽(shou)命。
某(mou)氫壓力下(xia)產生氫腐(fu)(fu)蝕(shi)有(you)一起(qi)始溫(wen)度(du)，它(ta)是衡(heng)量鋼材(cai)抗氫性(xing)能的指(zhi)標。低(di)于(yu)這個溫(wen)度(du)氫腐(fu)(fu)蝕(shi)反應速度(du)極慢，以(yi)至孕育期超過正常使用(yong)壽命。碳鋼的這一溫(wen)度(du)大約在220℃左右。
氫分(fen)壓也有(you)一個起始點（碳鋼(gang)(gang)大約在1.4MPa左右），即無(wu)論溫(wen)度多(duo)高，低于此分(fen)壓，只發生(sheng)(sheng)表面脫(tuo)碳而不發生(sheng)(sheng)嚴重(zhong)的(de)氫腐蝕。 各種抗氫鋼(gang)(gang)發生(sheng)(sheng)腐蝕的(de)溫(wen)度和壓力(li)組合條(tiao)件(jian)，就是著名的(de)Nelson曲線（在很多(duo)管道(dao)器材(cai)(cai)選用(yong)標準規范內均有(you)此曲線圖，如(ru)SH3059《石油(you)化工管道(dao)設計(ji)器材(cai)(cai)選用(yong)通則》）。
冷加工(gong)變形，提(ti)高了碳、氫的擴散能力，對腐蝕起加速(su)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。
