1. 濕(shi)硫化氫環境的定義
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. 硫化(hua)氫的電離
在濕硫(liu)化氫(qing)環境中，硫(liu)化氫(qing)會發生電(dian)離，使水具有酸性(xing)。硫(liu)化氫(qing)電(dian)化學腐蝕過程(cheng)：
注：鋼材受到硫化(hua)氫腐(fu)蝕以后陽極的(de)(de)最終產(chan)物就是硫化(hua)亞(ya)鐵(tie)，該產(chan)物通常是一種有(you)缺陷的(de)(de)結構，它與鋼鐵(tie)表面的(de)(de)黏結力差，易脫落，易氧化(hua)，且電位較正，因而作為陰極與鋼鐵(tie)基體(ti)構成一個活性的(de)(de)微電池(chi)，對鋼基體(ti)繼續進行(xing)腐(fu)蝕。
反應(ying)產物氫(qing)(qing)(qing)(qing)一(yi)般認(ren)為有兩種去(qu)向，一(yi)是氫(qing)(qing)(qing)(qing)原子之間有較大的親和力，易相互結(jie)合形成(cheng)(cheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)分子排出(chu)；另一(yi)個去(qu)向就是由于(yu)原子半徑(jing)極(ji)小的氫(qing)(qing)(qing)(qing)原子獲得(de)足夠的能量(liang)后變成(cheng)(cheng)擴散氫(qing)(qing)(qing)(qing)［H］而滲入鋼(gang)的內部并溶(rong)入晶格中，溶(rong)于(yu)晶格中的氫(qing)(qing)(qing)(qing)有很(hen)強的游離(li)性，在一(yi)定(ding)條件下將導致材料的脆化（氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆）和氫(qing)(qing)(qing)(qing)損(sun)傷。
3. 濕H2S環(huan)境(jing)中的開(kai)裂類型
濕H環境中的開(kai)(kai)裂(lie)類型有：氫鼓泡（HB）、氫致開(kai)(kai)裂(lie)（HIC）、硫化(hua)物應力(li)腐蝕開(kai)(kai)裂(lie)（SSCC）、應力(li)導向氫致開(kai)(kai)裂(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和(he)圖8.1.10。
4. 硫(liu)化物應力(li)腐蝕開(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(bu)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(gang)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)越(yue)高(gao)，越(yue)易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)。鋼(gang)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)越(yue)高(gao)，越(yue)易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)。在發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)的(de)(de)(de)事故中(zhong)，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)特別是(shi)熔(rong)(rong)合線是(shi)最易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)部位，這(zhe)是(shi)因為這(zhe)里的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)最高(gao)。NACE對碳(tan)鋼(gang)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)做了嚴(yan)格的(de)(de)(de)規定(ding)：HB≤200。這(zhe)是(shi)因為焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)分布比母材(cai)復雜，所以對焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)規定(ding)比母材(cai)嚴(yan)。焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)部位常發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)破(po)裂(lie)，一(yi)方面是(shi)由于焊(han)(han)(han)接殘余應(ying)力的(de)(de)(de)作(zuo)用，另一(yi)方面是(shi)由于焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬、熔(rong)(rong)合線及熱影響區出現淬硬(ying)組織的(de)(de)(de)結果。為防止硫(liu)(liu)裂(lie)，焊(han)(han)(han)后(hou)進行有效(xiao)的(de)(de)(de)熱處理十分必要。
5. 硫化(hua)氫腐蝕的預(yu)防措施(shi)
a. 選用抗硫化氫材料
抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)主要是指對硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂(lie)(lie)和(he)氫(qing)(qing)損傷(shang)有一定(ding)抗(kang)(kang)力或(huo)對這(zhe)種開裂(lie)(lie)不敏感(gan)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。同時采用低硬度(du)（強度(du)）和(he)完(wan)全(quan)淬火＋回火處理(li)工藝(yi)對材(cai)(cai)(cai)料(liao)抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)腐(fu)(fu)(fu)蝕是有利的(de)。對高硫(liu)(liu)介質的(de)管(guan)道器(qi)材(cai)(cai)(cai)按(an)SH／T 3129《加工高硫(liu)(liu)原(yuan)油重點(dian)裝(zhuang)置主要管(guan)道設計選(xuan)材(cai)(cai)(cai)導(dao)則》進行選(xuan)材(cai)(cai)(cai)。酸性(xing)天然(ran)氣系統(tong)和(he)酸性(xing)天然(ran)氣-油系統(tong)管(guan)道材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)選(xuan)擇，應(ying)(ying)(ying)符(fu)合SY／T 0599《天然(ran)氣地(di)面設施抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)物應(ying)(ying)(ying)力開裂(lie)(lie)和(he)抗(kang)(kang)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂(lie)(lie)的(de)金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)要求》的(de)規定(ding)。SH／T 3129里面規定(ding)：對于(yu)以濕硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)為主要腐(fu)(fu)(fu)蝕介質的(de)環(huan)境，主材(cai)(cai)(cai)選(xuan)用應(ying)(ying)(ying)符(fu)合規范要求。對含硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)介質的(de)管(guan)道器(qi)材(cai)(cai)(cai)按(an)最新(xin)版(ban)“柯柏曲線”進行選(xuan)材(cai)(cai)(cai)。見本書第五章內容。
b. 添加緩蝕劑
實踐證明合理添加緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)是防止含H2S酸(suan)性(xing)油氣對(dui)碳(tan)鋼和(he)低合金鋼設(she)施(shi)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)一種有(you)(you)效方法。緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)對(dui)應(ying)用條件的(de)(de)選擇性(xing)要求(qiu)很(hen)(hen)高(gao)，針對(dui)性(xing)很(hen)(hen)強。不(bu)(bu)同(tong)介質或(huo)材(cai)料往往要求(qiu)的(de)(de)緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)也(ye)不(bu)(bu)同(tong)，甚至同(tong)一種介質，當操作條件（如溫度(du)、壓力、濃度(du)、流速(su)等）改(gai)變時(shi)(shi)，所采用的(de)(de)緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)可(ke)能(neng)也(ye)需要改(gai)變。用于(yu)含H2S酸(suan)性(xing)環境(jing)中的(de)(de)緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)，通常(chang)為含氧的(de)(de)有(you)(you)機緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)（成膜型緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)），有(you)(you)胺類(lei)、咪唑啉、酰胺類(lei)和(he)季銨(an)鹽，也(ye)包括含硫(liu)、磷的(de)(de)化合物。控制溶液(ye)(ye)pH值(zhi)。提高(gao)溶液(ye)(ye)pH值(zhi)降低溶液(ye)(ye)中H＋含量可(ke)提高(gao)鋼材(cai)對(dui)硫(liu)化氫(qing)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)力，維(wei)持pH值(zhi)在9～11之間，這樣不(bu)(bu)僅可(ke)有(you)(you)效預防硫(liu)化氫(qing)腐蝕(shi)(shi)(shi)，又可(ke)同(tong)時(shi)(shi)提高(gao)鋼材(cai)疲勞壽命(ming)。
c. 金屬保護層
在需(xu)保護的(de)金(jin)屬表面(mian)用電鍍(du)或化學鍍(du)的(de)方法(fa)鍍(du)上(shang)Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金(jin)屬，保護內層(ceng)不被腐蝕。
d. 保護器保護
將被保(bao)護的金屬如鐵作(zuo)陰極(ji)，較活潑(po)的金屬如Zn作(zuo)犧牲性(xing)陽極(ji)。陽極(ji)腐蝕后(hou)定(ding)期更換(huan)。
e. 陰極保護
外加(jia)電(dian)源組成一個電(dian)解池，將被保護金屬(shu)作(zuo)陰極，廢(fei)金屬(shu)作(zuo)陽極。
