1. 濕硫(liu)化氫環(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. 硫化氫的電離
在濕硫(liu)化氫(qing)(qing)環(huan)境(jing)中(zhong)，硫(liu)化氫(qing)(qing)會(hui)發生電(dian)離，使水具有酸性。硫(liu)化氫(qing)(qing)電(dian)化學腐蝕過程：
注：鋼(gang)材(cai)受到(dao)硫化(hua)氫(qing)腐蝕(shi)以后(hou)陽(yang)極的(de)最(zui)終產(chan)物(wu)就(jiu)是硫化(hua)亞鐵，該產(chan)物(wu)通常是一(yi)種有缺陷(xian)的(de)結(jie)構(gou)(gou)，它與鋼(gang)鐵表面的(de)黏結(jie)力(li)差，易(yi)脫落，易(yi)氧化(hua)，且電位較正，因(yin)而作為陰(yin)極與鋼(gang)鐵基體構(gou)(gou)成一(yi)個(ge)活性的(de)微(wei)電池，對鋼(gang)基體繼續(xu)進行腐蝕(shi)。
反應產(chan)物氫一(yi)般認為(wei)有兩種(zhong)去(qu)向，一(yi)是氫原子(zi)(zi)之間有較大的(de)親和力，易相互結合形成氫分子(zi)(zi)排出(chu)；另(ling)一(yi)個去(qu)向就是由于原子(zi)(zi)半徑極小的(de)氫原子(zi)(zi)獲得(de)足夠的(de)能量后變成擴散氫［H］而滲(shen)入鋼的(de)內部并溶(rong)入晶格中，溶(rong)于晶格中的(de)氫有很強的(de)游離性，在(zai)一(yi)定(ding)條件下(xia)將導致材料的(de)脆(cui)化（氫脆(cui)）和氫損傷。
3. 濕H2S環境中的開裂(lie)類型
濕H環(huan)境中(zhong)的開裂(lie)(lie)類型有：氫(qing)鼓泡（HB）、氫(qing)致(zhi)開裂(lie)(lie)（HIC）、硫化物應(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)（SSCC）、應(ying)力導向氫(qing)致(zhi)開裂(lie)(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和圖8.1.10。
4. 硫化物(wu)應(ying)力腐蝕(shi)開(kai)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(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)(de)強度越(yue)高，越(yue)易發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)。鋼的(de)(de)(de)硬(ying)度值越(yue)高，越(yue)易發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)。在發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)的(de)(de)(de)事故中，焊(han)縫(feng)特別是(shi)(shi)(shi)熔合(he)線是(shi)(shi)(shi)最(zui)易發(fa)生(sheng)破裂(lie)的(de)(de)(de)部位，這是(shi)(shi)(shi)因為這里的(de)(de)(de)硬(ying)度最(zui)高。NACE對(dui)碳鋼焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)硬(ying)度做了嚴格(ge)的(de)(de)(de)規定：HB≤200。這是(shi)(shi)(shi)因為焊(han)縫(feng)硬(ying)度的(de)(de)(de)分布(bu)比母材復雜，所以對(dui)焊(han)縫(feng)硬(ying)度的(de)(de)(de)規定比母材嚴。焊(han)縫(feng)部位常發(fa)生(sheng)破裂(lie)，一(yi)方(fang)面是(shi)(shi)(shi)由(you)(you)于焊(han)接殘余(yu)應(ying)力的(de)(de)(de)作用，另一(yi)方(fang)面是(shi)(shi)(shi)由(you)(you)于焊(han)縫(feng)金屬、熔合(he)線及熱(re)影響區出現淬硬(ying)組織的(de)(de)(de)結果。為防止硫(liu)裂(lie)，焊(han)后進行(xing)有(you)效的(de)(de)(de)熱(re)處理十分必(bi)要。
5. 硫化(hua)氫(qing)腐蝕的預防措(cuo)施
a. 選用(yong)抗硫化氫材料
抗硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)材(cai)(cai)(cai)(cai)料主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)是(shi)指(zhi)對硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)應(ying)(ying)力腐蝕開裂和氫(qing)(qing)(qing)損傷(shang)有一定抗力或對這(zhe)種開裂不敏感的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料。同時采用(yong)低硬度（強度）和完全淬火＋回火處理工藝對材(cai)(cai)(cai)(cai)料抗硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)腐蝕是(shi)有利的(de)(de)。對高硫介(jie)質的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)器材(cai)(cai)(cai)(cai)按SH／T 3129《加工高硫原油重點(dian)裝置主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)管(guan)道(dao)(dao)設計選(xuan)材(cai)(cai)(cai)(cai)導則》進(jin)行選(xuan)材(cai)(cai)(cai)(cai)。酸(suan)性天(tian)然(ran)氣系(xi)統和酸(suan)性天(tian)然(ran)氣-油系(xi)統管(guan)道(dao)(dao)材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)選(xuan)擇(ze)，應(ying)(ying)符合SY／T 0599《天(tian)然(ran)氣地面設施抗硫化(hua)物應(ying)(ying)力開裂和抗應(ying)(ying)力腐蝕開裂的(de)(de)金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)料要(yao)(yao)求》的(de)(de)規(gui)定。SH／T 3129里面規(gui)定：對于以濕(shi)硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)為(wei)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)腐蝕介(jie)質的(de)(de)環境，主(zhu)(zhu)材(cai)(cai)(cai)(cai)選(xuan)用(yong)應(ying)(ying)符合規(gui)范要(yao)(yao)求。對含硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)介(jie)質的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)器材(cai)(cai)(cai)(cai)按最新(xin)版“柯柏曲線(xian)”進(jin)行選(xuan)材(cai)(cai)(cai)(cai)。見(jian)本書第五章內容(rong)。
b. 添(tian)加緩蝕劑
實踐證明合理添加緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)是(shi)防止含(han)H2S酸性(xing)(xing)油氣對(dui)碳鋼和(he)低合金(jin)鋼設施腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)一(yi)種有效方(fang)法。緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)對(dui)應用(yong)條件的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)要(yao)求很高，針對(dui)性(xing)(xing)很強。不同(tong)介質(zhi)或材(cai)料往(wang)往(wang)要(yao)求的(de)(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)也(ye)不同(tong)，甚至同(tong)一(yi)種介質(zhi)，當操作條件（如溫度、壓(ya)力、濃度、流速等）改(gai)(gai)變時，所采用(yong)的(de)(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)可(ke)能也(ye)需(xu)要(yao)改(gai)(gai)變。用(yong)于含(han)H2S酸性(xing)(xing)環境中的(de)(de)(de)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)，通常(chang)為(wei)含(han)氧的(de)(de)(de)有機緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)（成(cheng)膜(mo)型緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)），有胺類(lei)(lei)、咪(mi)唑啉、酰胺類(lei)(lei)和(he)季銨(an)鹽，也(ye)包括含(han)硫(liu)(liu)、磷的(de)(de)(de)化(hua)合物。控制溶液pH值。提(ti)高溶液pH值降(jiang)低溶液中H＋含(han)量可(ke)提(ti)高鋼材(cai)對(dui)硫(liu)(liu)化(hua)氫的(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能力，維持pH值在9～11之間，這樣不僅可(ke)有效預防硫(liu)(liu)化(hua)氫腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，又可(ke)同(tong)時提(ti)高鋼材(cai)疲勞壽命。
c. 金屬保護層
在(zai)需保護的金屬(shu)表(biao)面用(yong)電鍍或化學(xue)鍍的方法鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬(shu)，保護內層不被腐蝕。
d. 保護器保護
將被保(bao)護的(de)金(jin)屬如(ru)鐵作(zuo)(zuo)陰極(ji)，較活潑的(de)金(jin)屬如(ru)Zn作(zuo)(zuo)犧(xi)牲性陽極(ji)。陽極(ji)腐蝕后定期更換(huan)。
e. 陰極(ji)保護
外加電源組成一個電解(jie)池(chi)，將被保護(hu)金(jin)屬作(zuo)陰極，廢金(jin)屬作(zuo)陽極。
