1. 濕硫化氫環(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(shi)硫化(hua)氫環境中，硫化(hua)氫會發(fa)生電離，使水具有酸性。硫化(hua)氫電化(hua)學(xue)腐蝕(shi)過程：
注：鋼(gang)(gang)材受到硫化(hua)氫(qing)腐蝕以(yi)后陽(yang)極的最終產物就是(shi)硫化(hua)亞鐵，該產物通常是(shi)一種有缺陷的結構(gou)，它與(yu)鋼(gang)(gang)鐵表面的黏結力差，易脫落，易氧(yang)化(hua)，且電(dian)位較(jiao)正，因而作為陰極與(yu)鋼(gang)(gang)鐵基體構(gou)成一個活性的微電(dian)池，對鋼(gang)(gang)基體繼(ji)續進行(xing)腐蝕。
反應產(chan)物氫(qing)(qing)一般認為有(you)(you)兩種去(qu)向，一是氫(qing)(qing)原子(zi)之間有(you)(you)較大的(de)(de)親和力，易(yi)相互結合形成氫(qing)(qing)分子(zi)排出；另(ling)一個去(qu)向就是由于(yu)原子(zi)半(ban)徑極小的(de)(de)氫(qing)(qing)原子(zi)獲得(de)足夠的(de)(de)能量后變成擴(kuo)散氫(qing)(qing)［H］而滲入鋼的(de)(de)內部并溶(rong)入晶格中，溶(rong)于(yu)晶格中的(de)(de)氫(qing)(qing)有(you)(you)很強的(de)(de)游離性，在一定條件下將導致(zhi)材料的(de)(de)脆化(hua)（氫(qing)(qing)脆）和氫(qing)(qing)損傷。
3. 濕H2S環境中的開(kai)裂類型
濕H環境中的開(kai)(kai)裂(lie)類(lei)型有：氫(qing)鼓泡(pao)（HB）、氫(qing)致開(kai)(kai)裂(lie)（HIC）、硫化物應力腐蝕開(kai)(kai)裂(lie)（SSCC）、應力導(dao)向氫(qing)致開(kai)(kai)裂(lie)（SOHIC）。見圖8.1.9和圖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(bu)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)強(qiang)度(du)(du)越高，越易發生(sheng)(sheng)硫(liu)裂(lie)。鋼的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)值越高，越易發生(sheng)(sheng)硫(liu)裂(lie)。在發生(sheng)(sheng)硫(liu)裂(lie)的(de)(de)事故中，焊(han)縫(feng)(feng)特別(bie)是(shi)(shi)(shi)熔合(he)線是(shi)(shi)(shi)最(zui)易發生(sheng)(sheng)破裂(lie)的(de)(de)部(bu)(bu)位，這是(shi)(shi)(shi)因為這里的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)最(zui)高。NACE對(dui)碳鋼焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)做了嚴格的(de)(de)規定：HB≤200。這是(shi)(shi)(shi)因為焊(han)縫(feng)(feng)硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)分布比母材復雜，所以(yi)對(dui)焊(han)縫(feng)(feng)硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)規定比母材嚴。焊(han)縫(feng)(feng)部(bu)(bu)位常發生(sheng)(sheng)破裂(lie)，一方面(mian)是(shi)(shi)(shi)由(you)于(yu)焊(han)接殘余應力的(de)(de)作(zuo)用(yong)，另一方面(mian)是(shi)(shi)(shi)由(you)于(yu)焊(han)縫(feng)(feng)金屬、熔合(he)線及熱影響區出現淬(cui)硬(ying)(ying)組織的(de)(de)結果。為防止(zhi)硫(liu)裂(lie)，焊(han)后進行(xing)有效的(de)(de)熱處理十分必要。
5. 硫化(hua)氫腐蝕的預防措施
a. 選用(yong)抗硫化(hua)氫(qing)材料(liao)
抗硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)主要是指對(dui)硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕開(kai)裂(lie)和氫(qing)(qing)損傷有一定抗力(li)(li)或對(dui)這(zhe)種開(kai)裂(lie)不敏(min)感的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。同時采用低硬度（強(qiang)度）和完全淬火＋回火處理(li)工藝對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)抗硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)腐(fu)蝕是有利的(de)。對(dui)高硫(liu)介(jie)(jie)質的(de)管道(dao)(dao)器材(cai)(cai)(cai)按SH／T 3129《加(jia)工高硫(liu)原油重(zhong)點裝置主要管道(dao)(dao)設計選(xuan)材(cai)(cai)(cai)導則》進行選(xuan)材(cai)(cai)(cai)。酸性天然氣系統和酸性天然氣-油系統管道(dao)(dao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)選(xuan)擇，應(ying)符(fu)合SY／T 0599《天然氣地(di)面設施抗硫(liu)化(hua)(hua)物應(ying)力(li)(li)開(kai)裂(lie)和抗應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕開(kai)裂(lie)的(de)金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)要求(qiu)(qiu)》的(de)規(gui)定。SH／T 3129里(li)面規(gui)定：對(dui)于(yu)以濕硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)為主要腐(fu)蝕介(jie)(jie)質的(de)環境，主材(cai)(cai)(cai)選(xuan)用應(ying)符(fu)合規(gui)范要求(qiu)(qiu)。對(dui)含硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)介(jie)(jie)質的(de)管道(dao)(dao)器材(cai)(cai)(cai)按最新版“柯柏曲線”進行選(xuan)材(cai)(cai)(cai)。見(jian)本書第五(wu)章內容。
b. 添加緩蝕(shi)劑
實踐證明合理添加緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)是防止含(han)(han)H2S酸性油氣對(dui)碳鋼和(he)低(di)合金(jin)鋼設施腐(fu)蝕(shi)(shi)的一種有效方法。緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)對(dui)應用條件(jian)的選(xuan)擇(ze)性要求很高，針對(dui)性很強。不(bu)同介質(zhi)或材料往(wang)往(wang)要求的緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)也(ye)不(bu)同，甚至(zhi)同一種介質(zhi)，當操作條件(jian)（如(ru)溫(wen)度(du)、壓力、濃度(du)、流速(su)等）改(gai)變(bian)時，所采用的緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)可(ke)(ke)(ke)能也(ye)需要改(gai)變(bian)。用于含(han)(han)H2S酸性環境中的緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)，通常為含(han)(han)氧的有機(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)（成膜型緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)），有胺(an)類(lei)、咪唑(zuo)啉、酰(xian)胺(an)類(lei)和(he)季銨鹽，也(ye)包(bao)括含(han)(han)硫、磷(lin)的化合物(wu)。控(kong)制溶(rong)液(ye)pH值。提高溶(rong)液(ye)pH值降低(di)溶(rong)液(ye)中H＋含(han)(han)量可(ke)(ke)(ke)提高鋼材對(dui)硫化氫的耐(nai)蝕(shi)(shi)能力，維持(chi)pH值在9～11之間，這(zhe)樣不(bu)僅可(ke)(ke)(ke)有效預防硫化氫腐(fu)蝕(shi)(shi)，又可(ke)(ke)(ke)同時提高鋼材疲(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)。
c. 金屬保護層(ceng)
在(zai)需保(bao)護的金屬(shu)表(biao)面用(yong)電鍍或化學鍍的方法(fa)鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬(shu)，保(bao)護內層不(bu)被腐蝕。
d. 保護器保護
將被保護的(de)金屬如鐵(tie)作(zuo)陰極，較活潑的(de)金屬如Zn作(zuo)犧牲性陽(yang)極。陽(yang)極腐蝕后(hou)定(ding)期更(geng)換。
e. 陰極保護
外(wai)加電(dian)源組(zu)成一個(ge)電(dian)解池，將被保護金屬作陰極，廢金屬作陽極。
