1. 濕硫化(hua)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(qing)的電離
在(zai)濕硫化(hua)氫(qing)環境中(zhong)，硫化(hua)氫(qing)會發(fa)生(sheng)電(dian)離，使(shi)水具有酸性(xing)。硫化(hua)氫(qing)電(dian)化(hua)學腐蝕(shi)過程：
注：鋼(gang)材受(shou)到硫化(hua)氫腐蝕以(yi)后(hou)陽極(ji)的最終產物就(jiu)是硫化(hua)亞(ya)鐵，該產物通常是一(yi)種有(you)缺(que)陷(xian)的結構(gou)，它與鋼(gang)鐵表面(mian)的黏結力差，易脫(tuo)落，易氧(yang)化(hua)，且(qie)電(dian)位較(jiao)正，因(yin)而(er)作為陰極(ji)與鋼(gang)鐵基體構(gou)成一(yi)個活性的微電(dian)池(chi)，對鋼(gang)基體繼(ji)續進行腐蝕。
反應(ying)產物氫(qing)(qing)一(yi)般認為有(you)兩種去向，一(yi)是氫(qing)(qing)原子(zi)(zi)之(zhi)間有(you)較(jiao)大的(de)(de)親(qin)和力，易相互結合形成氫(qing)(qing)分子(zi)(zi)排出；另一(yi)個去向就是由于原子(zi)(zi)半徑極小的(de)(de)氫(qing)(qing)原子(zi)(zi)獲得足夠的(de)(de)能(neng)量(liang)后(hou)變(bian)成擴(kuo)散氫(qing)(qing)［H］而滲入(ru)鋼的(de)(de)內部并(bing)溶入(ru)晶格中，溶于晶格中的(de)(de)氫(qing)(qing)有(you)很強的(de)(de)游離性，在一(yi)定條件下(xia)將(jiang)導致材料的(de)(de)脆(cui)化（氫(qing)(qing)脆(cui)）和氫(qing)(qing)損傷。
3. 濕H2S環(huan)境中(zhong)的開裂類型
濕H環境中的開裂類型有：氫鼓泡(pao)（HB）、氫致開裂（HIC）、硫(liu)化(hua)物(wu)應力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂（SSCC）、應力(li)導(dao)向氫致開裂（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(bu)銹鋼和316L不銹鋼(gang)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)強度(du)越(yue)高，越(yue)易(yi)發生(sheng)硫裂(lie)(lie)。鋼的(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)值(zhi)越(yue)高，越(yue)易(yi)發生(sheng)硫裂(lie)(lie)。在發生(sheng)硫裂(lie)(lie)的(de)(de)事(shi)故中，焊(han)(han)縫(feng)特別是(shi)(shi)(shi)熔(rong)合(he)線(xian)是(shi)(shi)(shi)最(zui)易(yi)發生(sheng)破裂(lie)(lie)的(de)(de)部位，這是(shi)(shi)(shi)因為(wei)這里的(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)最(zui)高。NACE對碳(tan)鋼焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)做了嚴(yan)格的(de)(de)規定(ding)(ding)：HB≤200。這是(shi)(shi)(shi)因為(wei)焊(han)(han)縫(feng)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)的(de)(de)分布比(bi)母材(cai)復雜(za)，所以對焊(han)(han)縫(feng)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)的(de)(de)規定(ding)(ding)比(bi)母材(cai)嚴(yan)。焊(han)(han)縫(feng)部位常發生(sheng)破裂(lie)(lie)，一方(fang)面是(shi)(shi)(shi)由于焊(han)(han)接殘余應力的(de)(de)作用，另(ling)一方(fang)面是(shi)(shi)(shi)由于焊(han)(han)縫(feng)金屬、熔(rong)合(he)線(xian)及熱影(ying)響(xiang)區出(chu)現淬硬(ying)(ying)(ying)(ying)組織的(de)(de)結果。為(wei)防止(zhi)硫裂(lie)(lie)，焊(han)(han)后進行有效的(de)(de)熱處(chu)理十分必要。
5. 硫化氫腐蝕的預防(fang)措施
a. 選(xuan)用(yong)抗(kang)硫化氫材(cai)料
抗硫(liu)(liu)(liu)化氫(qing)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)主要(yao)是指對硫(liu)(liu)(liu)化氫(qing)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)和(he)氫(qing)損傷(shang)有(you)一定抗力(li)或對這種開裂(lie)不敏感的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。同時采用(yong)低硬度（強(qiang)度）和(he)完全淬火(huo)＋回火(huo)處理(li)工藝對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)抗硫(liu)(liu)(liu)化氫(qing)腐蝕(shi)是有(you)利的(de)(de)(de)。對高硫(liu)(liu)(liu)介質(zhi)的(de)(de)(de)管道(dao)(dao)器材(cai)(cai)(cai)(cai)按(an)SH／T 3129《加工高硫(liu)(liu)(liu)原油重點裝置主要(yao)管道(dao)(dao)設(she)計選(xuan)材(cai)(cai)(cai)(cai)導則》進(jin)行(xing)(xing)選(xuan)材(cai)(cai)(cai)(cai)。酸(suan)性天然(ran)氣系統和(he)酸(suan)性天然(ran)氣-油系統管道(dao)(dao)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)選(xuan)擇，應(ying)(ying)(ying)符合(he)SY／T 0599《天然(ran)氣地面設(she)施抗硫(liu)(liu)(liu)化物應(ying)(ying)(ying)力(li)開裂(lie)和(he)抗應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)(de)金屬(shu)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)要(yao)求》的(de)(de)(de)規定。SH／T 3129里面規定：對于以濕硫(liu)(liu)(liu)化氫(qing)為主要(yao)腐蝕(shi)介質(zhi)的(de)(de)(de)環境，主材(cai)(cai)(cai)(cai)選(xuan)用(yong)應(ying)(ying)(ying)符合(he)規范要(yao)求。對含(han)硫(liu)(liu)(liu)化氫(qing)介質(zhi)的(de)(de)(de)管道(dao)(dao)器材(cai)(cai)(cai)(cai)按(an)最新版“柯柏曲線”進(jin)行(xing)(xing)選(xuan)材(cai)(cai)(cai)(cai)。見本書第五(wu)章(zhang)內容(rong)。
b. 添加緩蝕劑(ji)
實踐證明合理添加緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)是防(fang)止含H2S酸(suan)性(xing)油(you)氣對(dui)(dui)碳鋼(gang)和低(di)合金鋼(gang)設施腐蝕(shi)的(de)(de)一種(zhong)有(you)效(xiao)方法(fa)。緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)對(dui)(dui)應用條件(jian)的(de)(de)選擇性(xing)要求很(hen)高(gao)，針對(dui)(dui)性(xing)很(hen)強(qiang)。不(bu)同(tong)介(jie)質或材料往(wang)往(wang)要求的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)也不(bu)同(tong)，甚至同(tong)一種(zhong)介(jie)質，當操作條件(jian)（如溫度、壓力(li)、濃度、流速(su)等）改(gai)變時(shi)(shi)，所(suo)采用的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)可能也需要改(gai)變。用于含H2S酸(suan)性(xing)環境中(zhong)的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)，通常為含氧的(de)(de)有(you)機緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)（成膜型(xing)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)），有(you)胺類、咪(mi)唑啉(lin)、酰(xian)胺類和季銨鹽(yan)，也包括(kuo)含硫(liu)、磷的(de)(de)化(hua)合物(wu)。控制(zhi)溶液pH值。提(ti)高(gao)溶液pH值降低(di)溶液中(zhong)H＋含量可提(ti)高(gao)鋼(gang)材對(dui)(dui)硫(liu)化(hua)氫的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)能力(li)，維持pH值在9～11之間，這樣不(bu)僅可有(you)效(xiao)預防(fang)硫(liu)化(hua)氫腐蝕(shi)，又可同(tong)時(shi)(shi)提(ti)高(gao)鋼(gang)材疲(pi)勞壽命。
c. 金屬保護層
在(zai)需保(bao)護(hu)的金(jin)屬(shu)表面(mian)用電鍍或(huo)化學鍍的方(fang)法鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金(jin)屬(shu)，保(bao)護(hu)內層不(bu)被腐蝕。
d. 保護器保護
將被保護的金屬(shu)如鐵作(zuo)陰(yin)極(ji)，較活潑的金屬(shu)如Zn作(zuo)犧牲(sheng)性陽極(ji)。陽極(ji)腐蝕后定期更換。
e. 陰極保護(hu)
外加電源(yuan)組成(cheng)一個電解池，將(jiang)被保護金屬作陰(yin)極，廢金屬作陽極。
