1. 濕硫化氫(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. 硫化氫的電離
在(zai)濕硫(liu)化氫(qing)(qing)環境中，硫(liu)化氫(qing)(qing)會發生(sheng)電離，使水(shui)具有酸性。硫(liu)化氫(qing)(qing)電化學腐蝕過程(cheng)：
注：鋼(gang)材受到(dao)硫化氫腐蝕(shi)以(yi)后陽極(ji)的最終(zhong)產(chan)物就是(shi)硫化亞鐵，該產(chan)物通(tong)常是(shi)一種有缺陷(xian)的結構(gou)，它與鋼(gang)鐵表面的黏結力差(cha)，易(yi)脫(tuo)落(luo)，易(yi)氧(yang)化，且電位(wei)較(jiao)正，因而(er)作為(wei)陰極(ji)與鋼(gang)鐵基(ji)體構(gou)成一個活性的微(wei)電池，對鋼(gang)基(ji)體繼續進行腐蝕(shi)。
反應產物氫(qing)一(yi)般(ban)認為有(you)兩種去向(xiang)，一(yi)是氫(qing)原子(zi)(zi)之(zhi)間有(you)較(jiao)大的(de)(de)親和力，易相互結合(he)形成(cheng)(cheng)氫(qing)分子(zi)(zi)排(pai)出(chu)；另一(yi)個去向(xiang)就是由于原子(zi)(zi)半徑極小的(de)(de)氫(qing)原子(zi)(zi)獲得足夠的(de)(de)能量后(hou)變成(cheng)(cheng)擴散氫(qing)［H］而滲入(ru)鋼(gang)的(de)(de)內部并溶(rong)入(ru)晶格(ge)中，溶(rong)于晶格(ge)中的(de)(de)氫(qing)有(you)很強的(de)(de)游離(li)性，在一(yi)定條件下將導(dao)致材料(liao)的(de)(de)脆化（氫(qing)脆）和氫(qing)損(sun)傷。
3. 濕H2S環境中的開裂類型
濕H環(huan)境中的(de)開(kai)(kai)裂(lie)類型有：氫鼓泡（HB）、氫致開(kai)(kai)裂(lie)（HIC）、硫化物應力腐蝕開(kai)(kai)裂(lie)（SSCC）、應力導向氫致開(kai)(kai)裂(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和圖8.1.10。
4. 硫化物應力腐蝕開裂(lie)（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(xiu)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)強度(du)越高，越易發(fa)(fa)(fa)生(sheng)硫裂(lie)(lie)。鋼的(de)(de)(de)硬度(du)值越高，越易發(fa)(fa)(fa)生(sheng)硫裂(lie)(lie)。在發(fa)(fa)(fa)生(sheng)硫裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)事(shi)故中，焊(han)(han)縫(feng)特別是(shi)熔合線是(shi)最(zui)易發(fa)(fa)(fa)生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)部位，這是(shi)因(yin)為這里的(de)(de)(de)硬度(du)最(zui)高。NACE對碳鋼焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)硬度(du)做了嚴格的(de)(de)(de)規定：HB≤200。這是(shi)因(yin)為焊(han)(han)縫(feng)硬度(du)的(de)(de)(de)分布比(bi)母材(cai)復雜，所以對焊(han)(han)縫(feng)硬度(du)的(de)(de)(de)規定比(bi)母材(cai)嚴。焊(han)(han)縫(feng)部位常發(fa)(fa)(fa)生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)，一方面(mian)是(shi)由于焊(han)(han)接殘(can)余應力的(de)(de)(de)作用，另(ling)一方面(mian)是(shi)由于焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬、熔合線及熱影響區出現淬(cui)硬組織的(de)(de)(de)結果。為防(fang)止(zhi)硫裂(lie)(lie)，焊(han)(han)后(hou)進(jin)行有效的(de)(de)(de)熱處(chu)理十分必要。
5. 硫(liu)化氫(qing)腐蝕的(de)預(yu)防措施
a. 選用抗硫化氫材料
抗(kang)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)主要(yao)(yao)(yao)是指對(dui)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)應力(li)腐蝕(shi)開裂和(he)氫(qing)(qing)損(sun)傷(shang)有(you)一定抗(kang)力(li)或對(dui)這種開裂不敏(min)感的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)。同時采用低(di)硬度（強度）和(he)完全(quan)淬火＋回火處(chu)理(li)工(gong)(gong)藝對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)抗(kang)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)腐蝕(shi)是有(you)利的(de)(de)(de)。對(dui)高(gao)硫(liu)(liu)介質的(de)(de)(de)管(guan)道(dao)器(qi)材(cai)(cai)(cai)按SH／T 3129《加工(gong)(gong)高(gao)硫(liu)(liu)原油重點裝置主要(yao)(yao)(yao)管(guan)道(dao)設(she)(she)計選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)導則》進行選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)。酸性天然氣(qi)系統(tong)和(he)酸性天然氣(qi)-油系統(tong)管(guan)道(dao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇，應符合(he)SY／T 0599《天然氣(qi)地面設(she)(she)施抗(kang)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物應力(li)開裂和(he)抗(kang)應力(li)腐蝕(shi)開裂的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)要(yao)(yao)(yao)求》的(de)(de)(de)規(gui)定。SH／T 3129里面規(gui)定：對(dui)于(yu)以濕硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)為主要(yao)(yao)(yao)腐蝕(shi)介質的(de)(de)(de)環境，主材(cai)(cai)(cai)選(xuan)(xuan)用應符合(he)規(gui)范(fan)要(yao)(yao)(yao)求。對(dui)含硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)介質的(de)(de)(de)管(guan)道(dao)器(qi)材(cai)(cai)(cai)按最(zui)新版“柯柏曲線(xian)”進行選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)。見(jian)本書第(di)五章內容。
b. 添加(jia)緩蝕劑
實踐證明合理(li)添加緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)是防止含(han)H2S酸性(xing)(xing)油氣(qi)對(dui)(dui)碳鋼(gang)和低合金鋼(gang)設施腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)一種有效方(fang)法。緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)對(dui)(dui)應用(yong)條件(jian)的(de)(de)選(xuan)擇性(xing)(xing)要求很高，針對(dui)(dui)性(xing)(xing)很強(qiang)。不(bu)同(tong)介(jie)質或材(cai)料往往要求的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)也不(bu)同(tong)，甚(shen)至同(tong)一種介(jie)質，當(dang)操作條件(jian)（如溫度、壓力、濃度、流(liu)速等）改變時(shi)，所采用(yong)的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)可能也需(xu)要改變。用(yong)于含(han)H2S酸性(xing)(xing)環(huan)境(jing)中的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)，通常為含(han)氧的(de)(de)有機緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)（成膜型緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)），有胺(an)類、咪唑(zuo)啉、酰胺(an)類和季銨鹽(yan)，也包括(kuo)含(han)硫、磷的(de)(de)化合物(wu)。控(kong)制(zhi)溶液(ye)(ye)pH值。提(ti)高溶液(ye)(ye)pH值降低溶液(ye)(ye)中H＋含(han)量可提(ti)高鋼(gang)材(cai)對(dui)(dui)硫化氫(qing)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)能力，維持pH值在(zai)9～11之間，這樣不(bu)僅(jin)可有效預防硫化氫(qing)腐蝕(shi)(shi)，又可同(tong)時(shi)提(ti)高鋼(gang)材(cai)疲勞壽命。
c. 金屬保護層(ceng)
在(zai)需保(bao)(bao)護的(de)金屬表(biao)面(mian)用電鍍或化學鍍的(de)方法鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保(bao)(bao)護內層不被(bei)腐(fu)蝕。
d. 保(bao)護器保(bao)護
將被保護的(de)金屬如鐵(tie)作陰極(ji)，較(jiao)活(huo)潑(po)的(de)金屬如Zn作犧牲性陽極(ji)。陽極(ji)腐蝕后定期更換。
e. 陰極(ji)保護
外加電(dian)源組成(cheng)一個電(dian)解(jie)池(chi)，將被保護金屬(shu)作陰極，廢金屬(shu)作陽(yang)極。
