1. 濕硫(liu)化氫環境的定(ding)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(qing)的電離
在濕硫化(hua)(hua)氫(qing)環境中，硫化(hua)(hua)氫(qing)會發生電離，使水(shui)具有酸性。硫化(hua)(hua)氫(qing)電化(hua)(hua)學(xue)腐蝕過程：
注：鋼(gang)材受到硫化氫腐蝕(shi)以(yi)后陽極的(de)最終產物就是(shi)硫化亞鐵(tie)，該產物通常是(shi)一(yi)種有缺陷的(de)結(jie)構(gou)(gou)，它與鋼(gang)鐵(tie)表面的(de)黏結(jie)力差，易脫落，易氧(yang)化，且(qie)電位較(jiao)正(zheng)，因而作(zuo)為(wei)陰(yin)極與鋼(gang)鐵(tie)基體(ti)構(gou)(gou)成(cheng)一(yi)個活(huo)性的(de)微電池，對鋼(gang)基體(ti)繼(ji)續進行腐蝕(shi)。
反應(ying)產物氫(qing)(qing)(qing)(qing)一般認(ren)為有兩種(zhong)去向(xiang)，一是氫(qing)(qing)(qing)(qing)原子之間有較大的(de)親和力，易相(xiang)互結合(he)形成氫(qing)(qing)(qing)(qing)分子排出(chu)；另一個去向(xiang)就是由于原子半徑極(ji)小的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)原子獲得足夠的(de)能(neng)量后(hou)變成擴散氫(qing)(qing)(qing)(qing)［H］而滲(shen)入鋼的(de)內部(bu)并溶入晶(jing)格中，溶于晶(jing)格中的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)有很強的(de)游(you)離(li)性，在一定(ding)條件(jian)下將導致材(cai)料的(de)脆(cui)化（氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)）和氫(qing)(qing)(qing)(qing)損傷。
3. 濕H2S環境(jing)中(zhong)的開(kai)裂類型(xing)
濕H環境中的開(kai)裂(lie)(lie)類(lei)型有：氫鼓泡（HB）、氫致開(kai)裂(lie)(lie)（HIC）、硫化物應力(li)腐蝕開(kai)裂(lie)(lie)（SSCC）、應力(li)導(dao)向氫致開(kai)裂(lie)(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和圖8.1.10。
4. 硫(liu)化(hua)物應力腐蝕(shi)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不銹(xiu)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(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)越高，越易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)硫(liu)裂。鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)值越高，越易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)硫(liu)裂。在發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)硫(liu)裂的(de)(de)(de)事(shi)故中，焊(han)縫(feng)(feng)特(te)別(bie)是(shi)(shi)(shi)熔合線(xian)是(shi)(shi)(shi)最易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)破裂的(de)(de)(de)部(bu)位，這是(shi)(shi)(shi)因為(wei)這里的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)最高。NACE對碳鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)做了嚴(yan)格的(de)(de)(de)規(gui)定：HB≤200。這是(shi)(shi)(shi)因為(wei)焊(han)縫(feng)(feng)硬度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)分(fen)布比母(mu)材復(fu)雜，所以對焊(han)縫(feng)(feng)硬度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)規(gui)定比母(mu)材嚴(yan)。焊(han)縫(feng)(feng)部(bu)位常發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)破裂，一方(fang)面是(shi)(shi)(shi)由于焊(han)接殘余(yu)應力的(de)(de)(de)作用，另(ling)一方(fang)面是(shi)(shi)(shi)由于焊(han)縫(feng)(feng)金屬、熔合線(xian)及熱影(ying)響(xiang)區出(chu)現淬硬組織的(de)(de)(de)結果(guo)。為(wei)防(fang)止硫(liu)裂，焊(han)后進(jin)行有效的(de)(de)(de)熱處理(li)十分(fen)必要。
5. 硫化氫腐蝕的(de)預防(fang)措施
a. 選用抗硫化氫材料
抗(kang)(kang)硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)材(cai)(cai)(cai)料主(zhu)要(yao)(yao)(yao)是(shi)指對硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)應力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)(lie)和氫(qing)(qing)損傷有一定抗(kang)(kang)力(li)或對這種開裂(lie)(lie)不敏感的(de)材(cai)(cai)(cai)料。同時采(cai)用低硬度（強(qiang)度）和完(wan)全淬火(huo)＋回(hui)火(huo)處理工藝對材(cai)(cai)(cai)料抗(kang)(kang)硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)腐(fu)蝕是(shi)有利的(de)。對高硫(liu)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)管(guan)道器材(cai)(cai)(cai)按SH／T 3129《加(jia)工高硫(liu)原油(you)重(zhong)點(dian)裝置主(zhu)要(yao)(yao)(yao)管(guan)道設計選(xuan)材(cai)(cai)(cai)導則(ze)》進行(xing)選(xuan)材(cai)(cai)(cai)。酸性天然(ran)氣系(xi)統和酸性天然(ran)氣-油(you)系(xi)統管(guan)道材(cai)(cai)(cai)料的(de)選(xuan)擇，應符合(he)SY／T 0599《天然(ran)氣地面(mian)設施抗(kang)(kang)硫(liu)化(hua)物應力(li)開裂(lie)(lie)和抗(kang)(kang)應力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)(lie)的(de)金(jin)屬材(cai)(cai)(cai)料要(yao)(yao)(yao)求(qiu)》的(de)規(gui)(gui)定。SH／T 3129里面(mian)規(gui)(gui)定：對于以濕硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)為(wei)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)環(huan)境，主(zhu)材(cai)(cai)(cai)選(xuan)用應符合(he)規(gui)(gui)范要(yao)(yao)(yao)求(qiu)。對含(han)硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)管(guan)道器材(cai)(cai)(cai)按最新版“柯柏曲線”進行(xing)選(xuan)材(cai)(cai)(cai)。見本書第(di)五章內容(rong)。
b. 添加緩蝕劑
實踐證(zheng)明合(he)(he)理添加緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)是防(fang)(fang)止含H2S酸性油氣對碳鋼(gang)(gang)和低合(he)(he)金鋼(gang)(gang)設施腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)一種有效方法。緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)對應用條(tiao)件(jian)的(de)(de)選擇(ze)性要(yao)求很(hen)(hen)高(gao)(gao)，針對性很(hen)(hen)強(qiang)。不同介質或材料往往要(yao)求的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)也不同，甚(shen)至同一種介質，當(dang)操作條(tiao)件(jian)（如溫度(du)、壓力、濃度(du)、流速等）改(gai)變時，所采用的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)可(ke)能(neng)也需要(yao)改(gai)變。用于含H2S酸性環境中的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)，通(tong)常為含氧的(de)(de)有機(ji)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)（成(cheng)膜型緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)），有胺(an)(an)類、咪唑啉、酰(xian)胺(an)(an)類和季銨(an)鹽，也包括含硫(liu)、磷(lin)的(de)(de)化合(he)(he)物。控制(zhi)溶液pH值。提高(gao)(gao)溶液pH值降低溶液中H＋含量可(ke)提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)材對硫(liu)化氫(qing)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)力，維持pH值在9～11之間，這樣不僅可(ke)有效預防(fang)(fang)硫(liu)化氫(qing)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，又可(ke)同時提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)材疲勞壽(shou)命。
c. 金(jin)屬保護(hu)層(ceng)
在需保護的金屬表(biao)面(mian)用電鍍或化學鍍的方法鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保護內層不被腐蝕。
d. 保護器保護
將被(bei)保(bao)護的金屬如鐵(tie)作陰(yin)極，較活潑(po)的金屬如Zn作犧牲性陽極。陽極腐蝕后定期更換。
e. 陰(yin)極保護
外加電源組成一個(ge)電解(jie)池，將被保護金(jin)屬作陰極，廢金(jin)屬作陽(yang)極。
