腐蝕的危害性是十分普遍的，而且也是十分嚴重的。腐蝕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、根據腐蝕發生的機(ji)理分類
根據腐蝕發生的機理，可將其分(fen)為化(hua)學腐蝕、電(dian)化(hua)學腐蝕和物理腐蝕三(san)大類。
1. 化學(xue)腐蝕（Chemical Corrosion）
化(hua)(hua)學腐蝕是(shi)指金屬表(biao)面(mian)與非電解質直接發生純化(hua)(hua)學作(zuo)用而引(yin)起(qi)的破壞(huai)。金屬在高溫氣(qi)體中的硫(liu)腐蝕、金屬的高溫氧化(hua)(hua)均屬于化(hua)(hua)學腐蝕。
2. 電(dian)化學腐(fu)蝕（Electrochemical Corrosion）
電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)是指金(jin)屬表面(mian)與離子(zi)導電(dian)的介質發(fa)生(sheng)電(dian)化(hua)學(xue)反應(ying)而引起(qi)的破壞。電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)是最普遍、最常見的腐(fu)蝕(shi)，如金(jin)屬在大(da)氣、海水(shui)、土壤和各(ge)種電(dian)解質溶液中的腐(fu)蝕(shi)都屬此類。
3. 物理腐蝕（Physical Corrosion）
物(wu)理腐(fu)蝕(shi)是(shi)指金屬(shu)(shu)由(you)于(yu)(yu)單純的(de)物(wu)理溶解而(er)引起的(de)破壞。其(qi)特(te)點(dian)是(shi)：當低(di)(di)熔點(dian)的(de)金屬(shu)(shu)溶入(ru)金屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料中時，會對(dui)金屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料產生(sheng)“割裂(lie)”作(zuo)用(yong)。由(you)于(yu)(yu)低(di)(di)熔點(dian)的(de)金屬(shu)(shu)強(qiang)度一般較(jiao)低(di)(di)，在(zai)受力(li)狀態下(xia)它將優先斷裂(lie)，從而(er)成為金屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料的(de)裂(lie)紋(wen)源。應該說，這種腐(fu)蝕(shi)在(zai)工程中并不多見。
二、根據腐蝕形態(tai)分類
按腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形態分類(lei)，可分為全面腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)三大類(lei)。
1. 全(quan)面腐蝕（General Corrosion）
全面腐蝕也稱均勻腐蝕，是在管道較大面積上產生的程度基本相同的腐蝕。均勻腐(fu)蝕是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工程中(zhong)往(wang)往(wang)是給出足夠的腐蝕余量就(jiu)能(neng)保證材料的機械強(qiang)度和使用壽命。
②. 均勻腐(fu)(fu)蝕常用單位(wei)時間內腐(fu)(fu)蝕介質對(dui)金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)的(de)腐(fu)(fu)蝕深度或金屬(shu)構件的(de)壁(bi)厚(hou)減薄量（稱為腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)）來評定。SH3059標準中規(gui)定：腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)不超(chao)過(guo)0.05mm/a的(de)材(cai)料(liao)(liao)為充分(fen)耐腐(fu)(fu)蝕材(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)為0.05～0.1mm/a的(de)材(cai)料(liao)(liao)為耐腐(fu)(fu)蝕材(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)為0.1～0.5mm/a的(de)材(cai)料(liao)(liao)為尚耐腐(fu)(fu)蝕材(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)超(chao)過(guo)0.5mm/a的(de)材(cai)料(liao)(liao)為不耐腐(fu)(fu)蝕材(cai)料(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(bu)腐蝕則難以預測和預防，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(kong)蝕(shi)。蝕孔直徑等于或小于深度。蝕孔形態如圖1所示。
圖1 點蝕孔的各種剖面形(xing)狀（選自ASTM標準）
②. 點蝕是不銹鋼管道(dao)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(shi)體不銹鋼。
⑤. 碳(tan)鋼管(guan)道也發生點蝕(shi)，通常是(shi)在蒸(zheng)汽系統（特別是(shi)低壓蒸(zheng)汽）和熱水系統，遭受溶解氧的(de)腐蝕(shi)，溫度在80～250℃間最(zui)為嚴(yan)(yan)重。雖(sui)然蒸(zheng)汽系統是(shi)除氧的(de)，但由(you)于操作控制不嚴(yan)(yan)格(ge)，很難保(bao)證溶解氧量(liang)不超(chao)標，因此(ci)溶解氧造成(cheng)碳(tan)鋼管(guan)道產(chan)生點蝕(shi)的(de)情況經常會發生。
b. 縫隙(xi)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(xi)腐蝕的(de)機理
c. 焊(han)接接頭的(de)腐蝕
通常(chang)發生于不銹鋼管道，有(you)三種腐蝕形式。
①. 焊肉被腐蝕成海綿(mian)狀，這(zhe)是奧氏體(ti)不銹鋼發(fa)生的(de)δ鐵素體(ti)選(xuan)擇性腐蝕
為改(gai)善焊接性(xing)能(neng)，奧氏(shi)體(ti)不銹鋼通常(chang)要(yao)求(qiu)焊縫(feng)含有3%～10%的(de)鐵素(su)體(ti)組(zu)織，但(dan)在(zai)(zai)某些強腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)介質中則會發生δ鐵素(su)體(ti)選(xuan)擇性(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)，即(ji)腐(fu)(fu)蝕(shi)只發生在(zai)(zai)δ鐵素(su)體(ti)相(xiang)（或(huo)進一步分解為σ相(xiang)），結果呈海綿狀(zhuang)。
②. 熱影響區腐蝕
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. 熔合線處的(de)刀口腐(fu)蝕
一般發生在用Nb及Ti穩定的不銹鋼（347不(bu)銹鋼(gang)及321不銹鋼）。
刀口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. 磨損腐(fu)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. 冷凝液腐蝕
對于含水蒸(zheng)氣的熱腐蝕(shi)性(xing)氣體管道，在保(bao)溫(wen)層(ceng)中止處或破損處的內壁，由于局部溫(wen)度降至露點以下，將發生冷凝(ning)現象(xiang)，從而造成冷凝(ning)液腐蝕(shi)，即露點腐蝕(shi)。
f. 涂層破損處的局部大(da)氣銹蝕
對(dui)于化工廠的碳(tan)鋼管線，這種腐蝕有時會(hui)很嚴重，因為化工廠區的大(da)氣(qi)(qi)中常(chang)常(chang)含有酸性(xing)氣(qi)(qi)體，比(bi)自然(ran)大(da)氣(qi)(qi)的腐蝕性(xing)強得(de)多(duo)。
3. 應力腐蝕（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(fu)蝕破(po)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1 易產生應(ying)力腐蝕(shi)開裂的(de)金屬材料和腐蝕(shi)環境組合（選自SH 3059附錄E）
a. 堿脆
金(jin)屬在堿(jian)液中的應力腐蝕破裂稱堿(jian)脆(cui)。碳鋼(gang)(gang)(gang)、低合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)(gang)等多種金(jin)屬材(cai)料皆可發生(sheng)(sheng)堿(jian)脆(cui)。碳鋼(gang)(gang)(gang)（含低合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)）發生(sheng)(sheng)堿(jian)脆(cui)的趨勢如圖5所示。
圖(tu)5 碳鋼在堿液中的應力腐蝕破裂區(qu)
由圖(tu)5可知，氫氧化鈉濃(nong)度(du)在(zai)5%以(yi)上的(de)全部(bu)濃(nong)度(du)范圍(wei)內碳(tan)鋼幾乎都可能產(chan)生堿脆，堿脆的(de)最(zui)低溫度(du)為(wei)50℃，所需(xu)堿液的(de)濃(nong)度(du)為(wei)40%～50%，以(yi)沸點附(fu)近的(de)高溫區最(zui)易發生, 裂紋呈(cheng)晶間型。
奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)發(fa)生(sheng)堿(jian)脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)趨勢如圖6所示(shi)。氫氧化鈉濃(nong)度(du)(du)(du)在0.1%以(yi)上的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)時(shi)18-8型奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)即(ji)可(ke)發(fa)生(sheng)堿(jian)脆(cui)(cui)。以(yi)氫氧化鈉濃(nong)度(du)(du)(du)40%最(zui)危險，這時(shi)發(fa)生(sheng)堿(jian)脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為115℃左右。 超低碳(tan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)堿(jian)脆(cui)(cui)裂(lie)紋為穿(chuan)晶型，含碳(tan)量高時(shi)，堿(jian)脆(cui)(cui)裂(lie)紋則為晶間型或混合型。當奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中加(jia)入2%鉬(mu)時(shi)，則可(ke)使(shi)其堿(jian)脆(cui)(cui)界限縮小，并向堿(jian)的(de)(de)(de)高濃(nong)度(du)(du)(du)區域移動。鎳(nie)和鎳(nie)基合金具有較高的(de)(de)(de)耐應力腐蝕(shi)的(de)(de)(de)性能，它的(de)(de)(de)堿(jian)脆(cui)(cui)范圍變(bian)得狹(xia)窄，而且位(wei)于高溫(wen)(wen)濃(nong)堿(jian)區。
圖(tu)6 產生應力(li)腐(fu)蝕破裂的燒堿濃度與溫度關系(xi) 注：曲線上部為(wei)危險區
b. 不銹(xiu)鋼的(de)氯離子(zi)應力(li)腐蝕破裂
氯(lv)離子(zi)不(bu)但能引起不(bu)銹鋼(gang)孔蝕(shi)(shi)，更能引起不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)。 發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)臨界氯(lv)離子(zi)濃(nong)(nong)度隨溫度的(de)(de)上升而減(jian)小(xiao)，高(gao)溫下，氯(lv)離子(zi)濃(nong)(nong)度只要(yao)達(da)到 10-6 ，即能引起破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)。發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)氯(lv)離子(zi)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)臨界溫度為70℃。 具有氯(lv)離子(zi)濃(nong)(nong)縮的(de)(de)條件（反(fan)復蒸干、潤濕）是最易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)。工業(ye)中(zhong)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)銹鋼(gang)氯(lv)離子(zi)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)情況相(xiang)當普遍。 不(bu)銹鋼(gang)氯(lv)離子(zi)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)不(bu)僅(jin)僅(jin)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)管道(dao)的(de)(de)內壁(bi)，發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)管道(dao)外壁(bi)的(de)(de)事例也屢(lv)見不(bu)鮮(xian)，如圖7所示。
圖7 不銹鋼管道應力腐蝕破裂
作(zuo)為管外側的腐(fu)蝕因素，被(bei)認為是保(bao)溫材(cai)料的問題，對保(bao)溫材(cai)料進行分析的結果，被(bei)檢驗出含(han)有約0.5%的氯離子。這(zhe)個數(shu)值(zhi)可認為是保(bao)溫材(cai)料中(zhong)含(han)有的雜質，或由于保(bao)溫層破損、浸入(ru)(ru)的雨水(shui)中(zhong)帶入(ru)(ru)并經過濃縮的結果。
c. 不銹(xiu)鋼連多硫酸應(ying)力腐蝕破裂
以加(jia)氫脫硫(liu)裝置最為典型，不(bu)銹鋼連多硫(liu)酸(suan)的(de)應力腐蝕破裂頗(po)為引人關注。 管(guan)道在正常運行時，受硫(liu)化(hua)氫腐蝕，生成的(de)硫(liu)化(hua)鐵，在停車檢修時，與空氣中的(de)氧及水反應生成了連多硫(liu)酸(suan)。在Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼管(guan)道的(de)殘(can)余應力較大的(de)部(bu)位（焊縫熱(re)影響(xiang)區、彎管(guan)部(bu)位等）產生應力腐蝕裂紋。
d. 硫化(hua)物(wu)腐(fu)蝕(shi)破裂
①. 金屬(shu)在同時(shi)(shi)含有硫(liu)化(hua)氫及(ji)水(shui)的(de)(de)介(jie)質(zhi)中發生(sheng)的(de)(de)應力腐蝕(shi)破裂(lie)即為硫(liu)化(hua)物腐蝕(shi)破裂(lie)，簡稱硫(liu)裂(lie)。在天(tian)然(ran)氣、石油(you)采集，加工(gong)煉制，石油(you)化(hua)學及(ji)化(hua)肥等工(gong)業部(bu)門常常發生(sheng)管道、閥門硫(liu)裂(lie)事故。發生(sheng)硫(liu)裂(lie)所需的(de)(de)時(shi)(shi)間短則幾(ji)天(tian)，長(chang)則幾(ji)個月到幾(ji)年(nian)不等，但是未見超過十年(nian)發生(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)鋼(gang)和低合(he)金(jin)鋼(gang)在20～40℃溫度范圍內對硫(liu)(liu)裂的(de)敏感性(xing)最大，奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)硫(liu)(liu)裂大多發(fa)生在高溫環境中。隨著(zhu)溫度升高，奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)硫(liu)(liu)裂敏感性(xing)增加。 在含硫(liu)(liu)化(hua)氫及水的(de)介(jie)質中，如(ru)果同時(shi)含醋(cu)酸，或(huo)者二氧化(hua)碳(tan)和氯化(hua)鈉，或(huo)磷(lin)化(hua)氫，或(huo)砷、硒(xi)、銻、碲(di)的(de)化(hua)合(he)物或(huo)氯離子，則對鋼(gang)的(de)硫(liu)(liu)裂起促(cu)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。
鋼的(de)(de)(de)強度(du)越高(gao)(gao)，越易發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)。鋼的(de)(de)(de)硬度(du)越高(gao)(gao)，越易發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)。在發(fa)生(sheng)硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)事(shi)故中，焊(han)縫(feng)特別是(shi)(shi)熔合線(xian)是(shi)(shi)最易發(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)，這是(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)這里的(de)(de)(de)硬度(du)最高(gao)(gao)。 NACE對(dui)碳(tan)鋼焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)硬度(du)進行了嚴(yan)格(ge)的(de)(de)(de)規定(ding)：≤200HB。這是(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)焊(han)縫(feng)硬度(du)的(de)(de)(de)分布比母(mu)(mu)材復(fu)雜，所以對(dui)焊(han)縫(feng)硬度(du)的(de)(de)(de)規定(ding)比母(mu)(mu)材嚴(yan)格(ge)。焊(han)縫(feng)部(bu)(bu)位(wei)常發(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)，一方(fang)面是(shi)(shi)由(you)于焊(han)接殘余(yu)應力的(de)(de)(de)作用，另一方(fang)面是(shi)(shi)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)、熔合線(xian)及熱影響區出(chu)現淬硬組織的(de)(de)(de)結果。為(wei)(wei)防止硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)，焊(han)后進行有效的(de)(de)(de)熱處理十分必要。
e. 氫損(sun)傷(shang)
氫(qing)(qing)滲(shen)透進入金屬內部(bu)而(er)造成金屬性能(neng)劣化(hua)稱為氫(qing)(qing)損傷，也稱氫(qing)(qing)破(po)壞。
氫(qing)損(sun)傷可分為四種(zhong)不同類型：氫(qing)鼓泡、氫(qing)脆、脫碳和(he)氫(qing)腐蝕。
①. 氫(qing)鼓泡及(ji)氫(qing)誘發(fa)階梯裂紋。
主要發生在含濕硫化氫(qing)的介質中。
硫化(hua)氫(qing)在水中(zhong)離解：
鋼在硫化氫水溶液中(zhong)發(fa)生電化學腐(fu)蝕：
由上述過程可以看出，鋼在這種(zhong)環境(jing)中，不僅會由于陽極反(fan)應而(er)發生一般(ban)腐蝕(shi)，而(er)且由于S2-在金屬表面的(de)吸附(fu)對氫(qing)原(yuan)子(zi)復(fu)合氫(qing)分子(zi)有阻礙作用(yong)，從(cong)而(er)促進氫(qing)原(yuan)子(zi)向金屬內滲透。
當氫原子向鋼(gang)(gang)中滲透擴散時，遇(yu)到了(le)裂(lie)縫、分層、空隙、夾渣等缺陷(xian)，就(jiu)聚(ju)集(ji)起(qi)來結(jie)合成(cheng)氫分子造(zao)成(cheng)體(ti)積(ji)膨脹，在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)材內部產生(sheng)極(ji)大壓(ya)力（可達數百(bai)兆帕）。 如果這(zhe)些缺陷(xian)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)材表面附近，則形(xing)成(cheng)鼓泡(pao)，如圖8所示。如果這(zhe)些缺陷(xian)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)內部深處，則形(xing)成(cheng)誘(you)發(fa)裂(lie)紋(wen)(wen)。它是沿軋制方向上產生(sheng)的(de)(de)相(xiang)互(hu)平(ping)行的(de)(de)裂(lie)紋(wen)(wen)，被短的(de)(de)橫向裂(lie)紋(wen)(wen)連接起(qi)來形(xing)成(cheng)“階(jie)梯(ti)”。 氫誘(you)發(fa)階(jie)梯(ti)裂(lie)紋(wen)(wen)輕者使(shi)鋼(gang)(gang)材脆化，重者會使(shi)有效壁厚(hou)減小到管道(dao)過載、泄漏(lou)甚至斷(duan)裂(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(qing)脆
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(wen)氫(qing)氣管(guan)道易產(chan)生(sheng)碳(tan)損傷(shang)。鋼中的(de)滲(shen)碳(tan)體(ti)在高溫(wen)下與氫(qing)氣作用生(sheng)成甲烷：
反(fan)(fan)應結果導致表(biao)面層的(de)(de)滲(shen)碳(tan)體(ti)減少，而碳(tan)便從鄰近的(de)(de)尚未反(fan)(fan)應的(de)(de)金(jin)屬(shu)層逐漸(jian)擴散(san)到此(ci)反(fan)(fan)應區，于是有一定厚度(du)的(de)(de)金(jin)屬(shu)層因缺碳(tan)而變為(wei)鐵素體(ti)。脫(tuo)碳(tan)的(de)(de)結果造成(cheng)鋼(gang)的(de)(de)表(biao)面強度(du)和疲勞極限的(de)(de)降低。
④. 氫腐蝕
鋼受到高(gao)溫(wen)高(gao)壓氫作(zuo)用后，其力學(xue)性(xing)能(neng)劣化(hua)，強度、韌性(xing)明顯(xian)降低，并且(qie)是不可逆的，這(zhe)種現象稱(cheng)為氫腐蝕(shi)。
氫腐蝕(shi)的歷(li)程可用圖(tu)9來解釋：
圖9 氫(qing)腐(fu)蝕的歷程
氫腐蝕的過程大致可分為(wei)三(san)個階(jie)段(duan)：孕(yun)育期，鋼的性(xing)(xing)能沒有變(bian)化(hua)；性(xing)(xing)能迅速(su)變(bian)化(hua)階(jie)段(duan)，迅速(su)脫(tuo)碳(tan)，裂紋快速(su)擴展(zhan)；最后階(jie)段(duan)，固溶(rong)體中(zhong)碳(tan)已耗盡。
氫腐(fu)蝕的孕育(yu)期是重(zhong)要的，它往(wang)往(wang)決定了鋼的使(shi)用壽(shou)命。
某氫(qing)壓力下產生氫(qing)腐(fu)蝕(shi)有一起(qi)始溫度(du)，它是衡量(liang)鋼(gang)材抗氫(qing)性能的(de)指(zhi)標(biao)。低于這(zhe)個(ge)溫度(du)氫(qing)腐(fu)蝕(shi)反應速度(du)極慢，以至孕育(yu)期超過正(zheng)常使用壽命。碳鋼(gang)的(de)這(zhe)一溫度(du)大約在(zai)220℃左右。
氫(qing)分壓也有一個起始點（碳鋼大(da)約在1.4MPa左右），即(ji)無論(lun)溫度多高，低于此分壓，只(zhi)發(fa)生表面脫碳而(er)不發(fa)生嚴(yan)重(zhong)的(de)氫(qing)腐蝕。 各種抗(kang)氫(qing)鋼發(fa)生腐蝕的(de)溫度和壓力(li)組(zu)合條件，就(jiu)是著名的(de)Nelson曲線（在很多管道(dao)器材選用(yong)標準(zhun)規范內均(jun)有此曲線圖，如SH3059《石油化工管道(dao)設(she)計器材選用(yong)通則》）。
冷(leng)加工變(bian)形(xing)，提高(gao)了(le)碳、氫的(de)擴散能(neng)力，對(dui)腐蝕(shi)起加速(su)作用(yong)。
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。
