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、根據腐蝕(shi)發(fa)生的(de)機(ji)理分(fen)類
根據腐(fu)蝕(shi)發生的機理，可將其分為化(hua)學腐(fu)蝕(shi)、電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)和物理腐(fu)蝕(shi)三(san)大類(lei)。
1. 化學腐蝕（Chemical Corrosion）
化學(xue)腐(fu)蝕是指(zhi)金屬(shu)表(biao)面與非電解質(zhi)直接(jie)發生純(chun)化學(xue)作用而引起的(de)破(po)壞。金屬(shu)在高(gao)溫(wen)氣(qi)體中的(de)硫腐(fu)蝕、金屬(shu)的(de)高(gao)溫(wen)氧化均(jun)屬(shu)于化學(xue)腐(fu)蝕。
2. 電化學(xue)腐蝕（Electrochemical Corrosion）
電(dian)化學腐蝕(shi)是(shi)(shi)指金(jin)屬(shu)表面(mian)與離子導電(dian)的介質(zhi)發生電(dian)化學反(fan)應而引起(qi)的破壞。電(dian)化學腐蝕(shi)是(shi)(shi)最普遍、最常見的腐蝕(shi)，如金(jin)屬(shu)在大氣、海(hai)水(shui)、土壤和各種電(dian)解(jie)質(zhi)溶液中的腐蝕(shi)都屬(shu)此類(lei)。
3. 物理腐(fu)蝕（Physical Corrosion）
物(wu)理腐蝕是指金(jin)屬(shu)由于(yu)單純的(de)物(wu)理溶解(jie)而引起(qi)的(de)破壞。其特點是：當低(di)熔(rong)點的(de)金(jin)屬(shu)溶入金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)中時，會(hui)對(dui)金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)產(chan)生“割(ge)裂”作用。由于(yu)低(di)熔(rong)點的(de)金(jin)屬(shu)強(qiang)度一般較低(di)，在受力狀態下它將優先斷裂，從而成(cheng)為金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)的(de)裂紋(wen)源。應(ying)該說(shuo)，這種腐蝕在工程中并不多見(jian)。
二、根據(ju)腐蝕形態(tai)分類(lei)
按(an)腐蝕形態(tai)分(fen)類(lei)，可分(fen)為(wei)全面腐蝕、局(ju)部腐蝕和(he)應力腐蝕三大類(lei)。
1. 全面腐蝕（General Corrosion）
全面(mian)腐(fu)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。均勻腐蝕是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工程中往往是給出足夠的腐(fu)蝕余量就能保證材料的機(ji)械(xie)強度和使用壽命。
②. 均勻腐(fu)蝕(shi)常用單位時間(jian)內腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)對金屬(shu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的腐(fu)蝕(shi)深度或金屬(shu)構件的壁厚減(jian)薄量（稱為(wei)(wei)腐(fu)蝕(shi)速率）來(lai)評定(ding)。SH3059標準(zhun)中規定(ding)：腐(fu)蝕(shi)速率不超過(guo)0.05mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)充分(fen)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)蝕(shi)速率為(wei)(wei)0.05～0.1mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)蝕(shi)速率為(wei)(wei)0.1～0.5mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)尚耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)蝕(shi)速率超過(guo)0.5mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)不耐(nai)腐(fu)蝕(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。
2. 局部腐蝕（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(shi)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，也稱孔蝕。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(de)各種剖面(mian)形狀（選自ASTM標(biao)準）
②. 點蝕是不(bu)銹鋼(gang)管(guan)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氏體(ti)不銹鋼。
⑤. 碳鋼管道也發生點蝕，通常是(shi)在蒸汽系(xi)統（特(te)別是(shi)低壓蒸汽）和熱水系(xi)統，遭(zao)受溶解氧(yang)的腐(fu)蝕，溫度在80～250℃間(jian)最為嚴重(zhong)。雖(sui)然蒸汽系(xi)統是(shi)除氧(yang)的，但由于(yu)操(cao)作控制不嚴格，很難保(bao)證(zheng)溶解氧(yang)量不超標，因(yin)此溶解氧(yang)造成碳鋼管道產生點蝕的情況經常會(hui)發生。
b. 縫隙腐蝕（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 縫隙腐蝕的機理
c. 焊接接頭的(de)腐蝕
通常發生于(yu)不銹鋼管(guan)道(dao)，有(you)三種腐蝕形(xing)式。
①. 焊(han)肉被腐蝕成海綿狀，這是奧氏體(ti)不銹鋼發生的δ鐵(tie)素體(ti)選擇性(xing)腐蝕
為改善焊(han)接性(xing)能，奧氏(shi)體不(bu)銹鋼通常要求焊(han)縫含(han)有3%～10%的鐵素體組織，但在某些強(qiang)腐蝕性(xing)介質中則(ze)會發生δ鐵素體選擇(ze)性(xing)腐蝕，即腐蝕只發生在δ鐵素體相（或進一步分(fen)解為σ相），結果呈海綿狀。
②. 熱(re)影響(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(rong)合(he)線(xian)處的(de)刀口腐蝕
一般發生在用Nb及Ti穩定的不銹鋼（347不銹(xiu)鋼及321不銹鋼）。
刀口(kou)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(leng)凝液腐蝕
對于含水蒸(zheng)氣的熱腐蝕(shi)性(xing)氣體管道(dao)，在保溫層中止處(chu)或破(po)損(sun)處(chu)的內(nei)壁，由(you)于局部溫度(du)降至露點(dian)以下(xia)，將發生冷凝現象，從而造成冷凝液腐蝕(shi)，即露點(dian)腐蝕(shi)。
f. 涂(tu)層破損處的局(ju)部大氣銹蝕
對于化工廠的碳鋼(gang)管線，這種腐蝕(shi)有時會(hui)很嚴重，因為化工廠區的大(da)氣中常常含有酸性氣體，比自然大(da)氣的腐蝕(shi)性強得(de)多。
3. 應(ying)力腐(fu)蝕（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。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(biao)1 易產生應力腐(fu)蝕(shi)開裂的金屬材料(liao)和(he)腐(fu)蝕(shi)環境組合（選自SH 3059附錄E）
a. 堿脆(cui)
金屬(shu)在堿(jian)液中的應力腐蝕(shi)破裂稱堿(jian)脆。碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等多(duo)種(zhong)金屬(shu)材料(liao)皆可發生堿(jian)脆。碳鋼（含低合金鋼）發生堿(jian)脆的趨勢如圖(tu)5所示。
圖(tu)5 碳鋼(gang)在(zai)堿液中的應力腐蝕破裂(lie)區
由圖5可(ke)(ke)知(zhi)，氫(qing)氧化鈉濃度在5%以上的(de)(de)全部濃度范圍(wei)內碳鋼幾(ji)乎都可(ke)(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)堿(jian)脆，堿(jian)脆的(de)(de)最(zui)(zui)低(di)溫(wen)度為50℃，所需堿(jian)液的(de)(de)濃度為40%～50%，以沸(fei)點附近(jin)的(de)(de)高溫(wen)區最(zui)(zui)易發生(sheng), 裂紋呈晶間型。
奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼發(fa)生堿(jian)(jian)脆的(de)趨勢如圖6所(suo)示。氫氧化鈉(na)濃(nong)(nong)度在0.1%以(yi)上的(de)濃(nong)(nong)度時18-8型(xing)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼即可發(fa)生堿(jian)(jian)脆。以(yi)氫氧化鈉(na)濃(nong)(nong)度40%最危險，這(zhe)時發(fa)生堿(jian)(jian)脆的(de)溫度為115℃左右。 超低碳不銹(xiu)鋼的(de)堿(jian)(jian)脆裂紋(wen)為穿晶型(xing)，含碳量高時，堿(jian)(jian)脆裂紋(wen)則為晶間型(xing)或混合型(xing)。當奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼中加入(ru)2%鉬(mu)時，則可使其堿(jian)(jian)脆界限(xian)縮(suo)小，并(bing)向(xiang)堿(jian)(jian)的(de)高濃(nong)(nong)度區(qu)域移(yi)動。鎳和(he)鎳基(ji)合金具有較高的(de)耐應力腐(fu)蝕(shi)的(de)性能(neng)，它的(de)堿(jian)(jian)脆范圍(wei)變得狹窄，而(er)且位(wei)于(yu)高溫濃(nong)(nong)堿(jian)(jian)區(qu)。
圖6 產生應力腐蝕破裂的燒堿濃度與溫度關(guan)系 注：曲(qu)線上部(bu)為危險(xian)區
b. 不銹鋼的氯離子(zi)應力腐蝕(shi)破裂
氯(lv)離(li)子(zi)不(bu)但能(neng)引(yin)起(qi)不(bu)銹鋼(gang)孔蝕(shi)(shi)，更(geng)能(neng)引(yin)起(qi)不(bu)銹鋼(gang)的(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)。 發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)的(de)臨(lin)界氯(lv)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)隨溫(wen)度(du)的(de)上升而減小，高溫(wen)下，氯(lv)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)只(zhi)要達到 10-6 ，即能(neng)引(yin)起(qi)破裂(lie)(lie)。發(fa)生(sheng)氯(lv)離(li)子(zi)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)的(de)臨(lin)界溫(wen)度(du)為70℃。 具(ju)有氯(lv)離(li)子(zi)濃(nong)縮的(de)條件（反復蒸干、潤(run)濕(shi)）是最易發(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)的(de)。工(gong)業中(zhong)發(fa)生(sheng)不(bu)銹鋼(gang)氯(lv)離(li)子(zi)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)的(de)情況相當(dang)普遍。 不(bu)銹鋼(gang)氯(lv)離(li)子(zi)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)不(bu)僅僅發(fa)生(sheng)在管道(dao)的(de)內壁(bi)(bi)，發(fa)生(sheng)在管道(dao)外壁(bi)(bi)的(de)事例也屢見不(bu)鮮，如圖7所示。
圖7 不銹鋼管道應力腐(fu)蝕破裂
作(zuo)為(wei)管外側的(de)(de)(de)腐蝕(shi)因素(su)，被(bei)認為(wei)是保溫(wen)材(cai)料的(de)(de)(de)問題，對保溫(wen)材(cai)料進行分(fen)析(xi)的(de)(de)(de)結(jie)果，被(bei)檢驗出含(han)有約0.5%的(de)(de)(de)氯離子(zi)。這個數(shu)值(zhi)可認為(wei)是保溫(wen)材(cai)料中含(han)有的(de)(de)(de)雜質，或由于(yu)保溫(wen)層破損、浸入(ru)(ru)的(de)(de)(de)雨水(shui)中帶入(ru)(ru)并經過濃(nong)縮(suo)的(de)(de)(de)結(jie)果。
c. 不銹鋼連多硫酸應力腐(fu)蝕破裂(lie)
以(yi)加(jia)氫脫(tuo)硫(liu)(liu)裝(zhuang)置最為(wei)典型(xing)，不(bu)銹鋼(gang)(gang)連(lian)(lian)多(duo)硫(liu)(liu)酸(suan)的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂頗為(wei)引人關注。 管道在(zai)正常(chang)運行時，受硫(liu)(liu)化氫腐(fu)蝕(shi)，生成(cheng)的(de)硫(liu)(liu)化鐵，在(zai)停車檢修時，與空氣中的(de)氧及水反應(ying)生成(cheng)了(le)連(lian)(lian)多(duo)硫(liu)(liu)酸(suan)。在(zai)Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)管道的(de)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)較大的(de)部(bu)位(wei)（焊縫(feng)熱影響(xiang)區、彎(wan)管部(bu)位(wei)等）產生應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)。
d. 硫化(hua)物(wu)腐蝕破裂
①. 金屬在同時含有硫(liu)化(hua)氫(qing)及水的(de)(de)介質中(zhong)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)應力腐蝕(shi)破裂(lie)即(ji)為(wei)硫(liu)化(hua)物腐蝕(shi)破裂(lie)，簡稱硫(liu)裂(lie)。在天(tian)然氣、石油(you)采集，加工煉制，石油(you)化(hua)學及化(hua)肥等工業部門(men)常(chang)常(chang)發(fa)(fa)生(sheng)管道、閥門(men)硫(liu)裂(lie)事故(gu)。發(fa)(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)所需的(de)(de)時間短則幾天(tian)，長則幾個(ge)月到(dao)幾年不等，但是未見超過十(shi)年發(fa)(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)的(de)(de)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(tan)(tan)鋼和(he)低合金鋼在(zai)(zai)20～40℃溫度(du)范(fan)圍內(nei)對硫裂(lie)的(de)(de)敏感性最大，奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)硫裂(lie)大多發生在(zai)(zai)高溫環境(jing)中(zhong)。隨著溫度(du)升高，奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)硫裂(lie)敏感性增加。 在(zai)(zai)含硫化(hua)(hua)氫及水的(de)(de)介質中(zhong)，如果同時(shi)含醋酸，或者二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)和(he)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈉，或磷化(hua)(hua)氫，或砷、硒(xi)、銻、碲的(de)(de)化(hua)(hua)合物或氯(lv)(lv)離(li)子，則對鋼的(de)(de)硫裂(lie)起促進作用(yong)。
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+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)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)越(yue)高(gao)(gao)，越(yue)易(yi)發生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)。鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)越(yue)高(gao)(gao)，越(yue)易(yi)發生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)。在發生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)事故中，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)特別是(shi)熔合線是(shi)最(zui)易(yi)發生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位(wei)，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)最(zui)高(gao)(gao)。 NACE對碳(tan)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)進(jin)行了嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)(gui)定(ding)：≤200HB。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布比母材復雜，所以對焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)(gui)定(ding)比母材嚴格。焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)部位(wei)常發生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)，一方面(mian)是(shi)由(you)于焊(han)(han)(han)(han)接殘(can)余應力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)，另(ling)一方面(mian)是(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬、熔合線及(ji)熱(re)影響區出現淬(cui)硬(ying)(ying)(ying)組(zu)織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果。為(wei)防止硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)，焊(han)(han)(han)(han)后(hou)進(jin)行有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理十分必要。
e. 氫損傷
氫滲(shen)透(tou)進入金屬內(nei)部而造成(cheng)金屬性能(neng)劣化稱為氫損傷，也(ye)稱氫破壞。
氫(qing)(qing)損傷(shang)可分為(wei)四種不同類(lei)型(xing)：氫(qing)(qing)鼓泡、氫(qing)(qing)脆、脫碳和氫(qing)(qing)腐蝕。
①. 氫鼓泡及氫誘(you)發(fa)階梯裂(lie)紋。
主要發生在含濕硫化氫(qing)的介質中。
硫化氫(qing)在水中離解：
鋼在硫化(hua)氫(qing)水溶液中發生電(dian)化(hua)學腐蝕：
由上述(shu)過程可以看出，鋼在這種環(huan)境中，不(bu)僅會由于(yu)陽極反應而發生一般腐蝕，而且由于(yu)S2-在金(jin)屬(shu)表面的吸附對氫(qing)原(yuan)子(zi)復合氫(qing)分子(zi)有阻礙作用，從而促進氫(qing)原(yuan)子(zi)向金(jin)屬(shu)內滲(shen)透。
當(dang)氫原子向(xiang)鋼中滲透擴散時，遇到了裂(lie)(lie)縫(feng)、分層、空隙、夾渣(zha)等(deng)缺(que)陷，就聚集起來結合成氫分子造(zao)成體積膨脹(zhang)，在(zai)(zai)鋼材內(nei)部產生極大壓力（可(ke)達數(shu)百兆帕(pa)）。 如果(guo)這(zhe)些缺(que)陷在(zai)(zai)鋼材表面附(fu)近，則形成鼓(gu)泡，如圖(tu)8所示。如果(guo)這(zhe)些缺(que)陷在(zai)(zai)鋼的(de)(de)內(nei)部深處，則形成誘(you)發裂(lie)(lie)紋(wen)。它是沿軋制方(fang)向(xiang)上產生的(de)(de)相互平(ping)行的(de)(de)裂(lie)(lie)紋(wen)，被短的(de)(de)橫(heng)向(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)連接起來形成“階(jie)(jie)梯(ti)”。 氫誘(you)發階(jie)(jie)梯(ti)裂(lie)(lie)紋(wen)輕者使(shi)鋼材脆化，重者會使(shi)有效壁厚減小到管道過載、泄漏(lou)甚至(zhi)斷(duan)裂(lie)(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(cui)
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(ye)制氫(qing)裝置(zhi)中，高溫氫(qing)氣管(guan)道易產生碳(tan)損傷。鋼中的滲碳(tan)體在高溫下與氫(qing)氣作(zuo)用生成甲烷：
反(fan)應結(jie)果導致表面層(ceng)的(de)滲碳(tan)體減(jian)少(shao)，而(er)碳(tan)便(bian)從鄰近的(de)尚未反(fan)應的(de)金屬層(ceng)逐漸擴散到此(ci)反(fan)應區(qu)，于(yu)是有一(yi)定厚度的(de)金屬層(ceng)因缺碳(tan)而(er)變為鐵(tie)素(su)體。脫(tuo)碳(tan)的(de)結(jie)果造成(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(dao)高溫(wen)高壓氫(qing)作用后(hou)，其力學性能劣化，強度、韌性明顯降低(di)，并且(qie)是(shi)不可(ke)逆的(de)，這(zhe)種現(xian)象稱為氫(qing)腐蝕。
氫腐蝕的歷程可用圖9來解釋：
圖9 氫腐蝕的歷(li)程
氫腐蝕的過程大致可分為(wei)三(san)個階(jie)(jie)段(duan)：孕育期，鋼(gang)的性能沒有變化；性能迅速變化階(jie)(jie)段(duan)，迅速脫碳，裂紋快速擴展；最后階(jie)(jie)段(duan)，固溶體中(zhong)碳已耗盡。
氫腐蝕的孕(yun)育期是重要的，它往往決定了鋼的使用(yong)壽命(ming)。
某(mou)氫壓力下產生(sheng)氫腐蝕有一起(qi)始溫度(du)，它是衡量鋼材(cai)抗氫性(xing)能的(de)指標。低于(yu)這個溫度(du)氫腐蝕反應速度(du)極(ji)慢，以至孕(yun)育期(qi)超過正常使用壽(shou)命。碳(tan)鋼的(de)這一溫度(du)大約在220℃左右。
氫(qing)分(fen)壓(ya)也(ye)有一(yi)個起始(shi)點（碳(tan)鋼大約(yue)在1.4MPa左右），即無論溫(wen)度多(duo)高，低于此分(fen)壓(ya)，只發生(sheng)表面脫(tuo)碳(tan)而不發生(sheng)嚴重(zhong)的(de)氫(qing)腐蝕。 各種抗氫(qing)鋼發生(sheng)腐蝕的(de)溫(wen)度和壓(ya)力組合條件，就(jiu)是著名的(de)Nelson曲(qu)(qu)線(xian)（在很多(duo)管(guan)道器材(cai)選(xuan)用標(biao)準規范內均有此曲(qu)(qu)線(xian)圖，如SH3059《石油化工管(guan)道設計器材(cai)選(xuan)用通則》）。
冷加工變形，提高了碳、氫的擴散(san)能力，對腐蝕起加速作用。
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。
