1. 濕(shi)硫(liu)化氫環境的定義
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(liu)化氫的電離
在(zai)濕硫(liu)化(hua)氫(qing)環境(jing)中，硫(liu)化(hua)氫(qing)會發生電離，使水具有酸性。硫(liu)化(hua)氫(qing)電化(hua)學(xue)腐蝕過程：
注：鋼(gang)材(cai)受到硫化氫腐蝕以后陽極的(de)最終產物就(jiu)是硫化亞鐵(tie)，該產物通常(chang)是一(yi)(yi)種(zhong)有缺陷的(de)結(jie)構，它與鋼(gang)鐵(tie)表(biao)面的(de)黏結(jie)力差，易脫落，易氧(yang)化，且電(dian)位較(jiao)正，因而作為陰極與鋼(gang)鐵(tie)基(ji)體構成一(yi)(yi)個活(huo)性的(de)微電(dian)池，對(dui)鋼(gang)基(ji)體繼續進行(xing)腐蝕。
反應產物(wu)氫(qing)(qing)一(yi)(yi)般(ban)認(ren)為有兩(liang)種去向，一(yi)(yi)是氫(qing)(qing)原子(zi)(zi)之(zhi)間有較(jiao)大(da)的(de)(de)親和力，易相互結合(he)形成(cheng)氫(qing)(qing)分子(zi)(zi)排出；另一(yi)(yi)個(ge)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(de)足夠的(de)(de)能(neng)量后變成(cheng)擴散氫(qing)(qing)［H］而滲入鋼的(de)(de)內部并溶入晶(jing)格中，溶于晶(jing)格中的(de)(de)氫(qing)(qing)有很強的(de)(de)游離性(xing)，在一(yi)(yi)定條件下將(jiang)導致材料的(de)(de)脆(cui)化(hua)（氫(qing)(qing)脆(cui)）和氫(qing)(qing)損傷。
3. 濕H2S環境(jing)中(zhong)的開(kai)裂類型(xing)
濕H環(huan)境中的開(kai)裂(lie)類型有：氫(qing)鼓泡（HB）、氫(qing)致開(kai)裂(lie)（HIC）、硫化物應力(li)(li)腐蝕開(kai)裂(lie)（SSCC）、應力(li)(li)導向氫(qing)致開(kai)裂(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和(he)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。
鋼的強度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高，越(yue)(yue)(yue)易(yi)(yi)發(fa)(fa)(fa)生硫(liu)裂。鋼的硬(ying)(ying)度(du)(du)值(zhi)越(yue)(yue)(yue)高，越(yue)(yue)(yue)易(yi)(yi)發(fa)(fa)(fa)生硫(liu)裂。在發(fa)(fa)(fa)生硫(liu)裂的事故中，焊(han)縫(feng)特別是熔(rong)(rong)合線是最易(yi)(yi)發(fa)(fa)(fa)生破裂的部位(wei)，這是因為這里的硬(ying)(ying)度(du)(du)最高。NACE對碳鋼焊(han)縫(feng)的硬(ying)(ying)度(du)(du)做(zuo)了(le)嚴格的規(gui)定：HB≤200。這是因為焊(han)縫(feng)硬(ying)(ying)度(du)(du)的分布比(bi)母材(cai)復(fu)雜，所以對焊(han)縫(feng)硬(ying)(ying)度(du)(du)的規(gui)定比(bi)母材(cai)嚴。焊(han)縫(feng)部位(wei)常(chang)發(fa)(fa)(fa)生破裂，一方(fang)面是由(you)于(yu)焊(han)接殘余應力的作用，另一方(fang)面是由(you)于(yu)焊(han)縫(feng)金屬、熔(rong)(rong)合線及(ji)熱(re)(re)影響區出現淬(cui)硬(ying)(ying)組織(zhi)的結果。為防止(zhi)硫(liu)裂，焊(han)后進行(xing)有效的熱(re)(re)處理十(shi)分必要。
5. 硫化氫腐(fu)蝕(shi)的預防措(cuo)施
a. 選用抗(kang)硫化氫材(cai)料
抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)主(zhu)要是(shi)(shi)指對硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂和氫(qing)(qing)損傷有(you)一定抗(kang)(kang)力(li)(li)或對這種開(kai)裂不敏感的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。同時采(cai)用(yong)低硬度（強(qiang)度）和完全淬火＋回火處理工藝對材(cai)(cai)料(liao)(liao)抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)腐蝕(shi)是(shi)(shi)有(you)利的(de)(de)。對高硫(liu)(liu)(liu)介質的(de)(de)管道器(qi)材(cai)(cai)按SH／T 3129《加工高硫(liu)(liu)(liu)原油重(zhong)點裝置主(zhu)要管道設計選(xuan)材(cai)(cai)導則》進行(xing)選(xuan)材(cai)(cai)。酸性天然氣系(xi)統和酸性天然氣-油系(xi)統管道材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)擇(ze)，應(ying)符(fu)合SY／T 0599《天然氣地面設施抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)物應(ying)力(li)(li)開(kai)裂和抗(kang)(kang)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂的(de)(de)金屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)要求》的(de)(de)規定。SH／T 3129里(li)面規定：對于以濕硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)為主(zhu)要腐蝕(shi)介質的(de)(de)環境，主(zhu)材(cai)(cai)選(xuan)用(yong)應(ying)符(fu)合規范要求。對含硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)介質的(de)(de)管道器(qi)材(cai)(cai)按最新版“柯柏曲線”進行(xing)選(xuan)材(cai)(cai)。見本書第五章內(nei)容。
b. 添加緩蝕劑(ji)
實踐證明合(he)理(li)添加緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)是防止含H2S酸性(xing)油氣對碳(tan)鋼和(he)(he)低合(he)金鋼設施腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)一種有效方(fang)法。緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)對應(ying)用條件(jian)的(de)(de)選(xuan)擇性(xing)要(yao)求很(hen)高(gao)(gao)，針(zhen)對性(xing)很(hen)強。不同(tong)介質(zhi)或材料往往要(yao)求的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)也(ye)不同(tong)，甚至同(tong)一種介質(zhi)，當操作(zuo)條件(jian)（如溫(wen)度(du)、壓力、濃度(du)、流速等）改變時(shi)，所采用的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)可能(neng)也(ye)需(xu)要(yao)改變。用于含H2S酸性(xing)環境中(zhong)的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)，通常為含氧(yang)的(de)(de)有機(ji)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)（成(cheng)膜型緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)），有胺(an)(an)類、咪唑啉、酰胺(an)(an)類和(he)(he)季銨鹽，也(ye)包(bao)括含硫、磷的(de)(de)化合(he)物。控制溶液(ye)pH值(zhi)。提(ti)高(gao)(gao)溶液(ye)pH值(zhi)降(jiang)低溶液(ye)中(zhong)H＋含量可提(ti)高(gao)(gao)鋼材對硫化氫的(de)(de)耐蝕(shi)能(neng)力，維(wei)持pH值(zhi)在(zai)9～11之(zhi)間，這樣不僅可有效預(yu)防硫化氫腐(fu)蝕(shi)，又可同(tong)時(shi)提(ti)高(gao)(gao)鋼材疲勞(lao)壽命。
c. 金(jin)屬保(bao)護(hu)層(ceng)
在需保(bao)護(hu)(hu)的(de)金屬表面(mian)用電鍍或(huo)化學(xue)鍍的(de)方法鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保(bao)護(hu)(hu)內層不(bu)被腐(fu)蝕(shi)。
d. 保護器保護
將被保(bao)護(hu)的金(jin)屬如鐵作陰極(ji)，較(jiao)活潑的金(jin)屬如Zn作犧(xi)牲(sheng)性陽極(ji)。陽極(ji)腐蝕后定期更換。
e. 陰極(ji)保護
外加電源組(zu)成一個(ge)電解池，將被保護金屬作陰(yin)極，廢金屬作陽極。
