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、根據腐蝕發生的機(ji)理分(fen)類
根據腐蝕發生(sheng)的機理，可將其分為化(hua)(hua)學(xue)腐蝕、電化(hua)(hua)學(xue)腐蝕和物理腐蝕三(san)大類。
1. 化(hua)學腐蝕（Chemical Corrosion）
化學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)是指金屬表面(mian)與(yu)非電解質直接發生(sheng)純(chun)化學(xue)(xue)作用而引(yin)起的(de)破壞(huai)。金屬在高(gao)溫(wen)氣體中的(de)硫腐(fu)蝕(shi)、金屬的(de)高(gao)溫(wen)氧化均(jun)屬于化學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)。
2. 電化學(xue)腐蝕（Electrochemical Corrosion）
電(dian)化(hua)學腐蝕是指金屬(shu)表面與離子導(dao)電(dian)的介(jie)質發生電(dian)化(hua)學反應(ying)而引(yin)起的破壞。電(dian)化(hua)學腐蝕是最普(pu)遍、最常見的腐蝕，如金屬(shu)在大(da)氣、海水、土壤和(he)各(ge)種電(dian)解質溶(rong)液中的腐蝕都屬(shu)此類。
3. 物理腐蝕（Physical Corrosion）
物(wu)理(li)腐蝕(shi)是指金屬(shu)由(you)于單純的(de)物(wu)理(li)溶解(jie)而引(yin)起的(de)破壞。其特點是：當低(di)熔點的(de)金屬(shu)溶入金屬(shu)材(cai)料中時，會(hui)對金屬(shu)材(cai)料產生“割裂(lie)”作(zuo)用。由(you)于低(di)熔點的(de)金屬(shu)強度一般較低(di)，在受力狀態下它將(jiang)優先斷裂(lie)，從而成為金屬(shu)材(cai)料的(de)裂(lie)紋源。應該說，這種腐蝕(shi)在工程(cheng)中并不多(duo)見。
二(er)、根據腐蝕形態分類
按腐(fu)蝕形態分類，可分為全面腐(fu)蝕、局部腐(fu)蝕和應力腐(fu)蝕三大類。
1. 全面腐蝕(shi)（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。均勻腐蝕(shi)是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工程中往(wang)(wang)往(wang)(wang)是給(gei)出(chu)足夠的(de)腐蝕余(yu)量就能保證材料的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)和(he)使(shi)用壽命。
②. 均(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)常用(yong)單位(wei)時間內腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介(jie)質對金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)深度或金屬構件的(de)(de)壁厚(hou)減薄(bo)量（稱為(wei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速率(lv)）來評定(ding)。SH3059標準(zhun)中規定(ding)：腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速率(lv)不超過0.05mm/a的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)充分耐腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速率(lv)為(wei)0.05～0.1mm/a的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)耐腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速率(lv)為(wei)0.1～0.5mm/a的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)尚(shang)耐腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速率(lv)超過0.5mm/a的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)不耐腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。
2. 局(ju)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(ju)部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 點蝕孔的各種剖(pou)面(mian)形狀（選(xuan)自(zi)ASTM標準）
②. 點蝕是不銹鋼管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不銹(xiu)鋼。
⑤. 碳鋼管(guan)道(dao)也發生點蝕(shi)(shi)，通常是(shi)在蒸(zheng)汽(qi)系(xi)統(tong)（特別(bie)是(shi)低壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)）和熱水系(xi)統(tong)，遭(zao)受溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)的腐蝕(shi)(shi)，溫度在80～250℃間最為嚴重。雖然(ran)蒸(zheng)汽(qi)系(xi)統(tong)是(shi)除氧(yang)(yang)的，但由于操(cao)作控(kong)制不(bu)嚴格，很難保證溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)量不(bu)超標，因此溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)造成碳鋼管(guan)道(dao)產生點蝕(shi)(shi)的情況經常會發生。
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(shi)。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(shi)的機理
c. 焊接(jie)接(jie)頭的腐蝕
通常(chang)發(fa)生于(yu)不銹鋼管(guan)道，有三種腐蝕形(xing)式。
①. 焊(han)肉(rou)被腐蝕(shi)成海綿狀，這(zhe)是奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼發生(sheng)的δ鐵素體(ti)選(xuan)擇(ze)性腐蝕(shi)
為改(gai)善焊接性能，奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)通(tong)常要求焊縫含有3%～10%的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)組織，但在某些強腐蝕(shi)性介(jie)質中則(ze)會發生δ鐵(tie)素(su)體(ti)選擇(ze)性腐蝕(shi)，即腐蝕(shi)只(zhi)發生在δ鐵(tie)素(su)體(ti)相（或進一步分解為σ相），結果(guo)呈海綿(mian)狀。
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(chu)的(de)刀口腐蝕
一般發生在用Nb及Ti穩定的不銹鋼（347不銹鋼及321不銹鋼）。
刀口腐蝕(shi)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(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
對于含水蒸氣的熱(re)腐蝕(shi)性(xing)氣體管道，在保溫層中止處或破損處的內壁，由于局部溫度降(jiang)至(zhi)露(lu)點以下，將發(fa)生冷(leng)凝現象(xiang)，從(cong)而造成冷(leng)凝液腐蝕(shi)，即(ji)露(lu)點腐蝕(shi)。
f. 涂層破損處的局(ju)部大氣銹蝕
對于化工廠(chang)的(de)碳鋼管線，這種腐(fu)蝕(shi)有時會很(hen)嚴重，因為化工廠(chang)區的(de)大(da)氣中常(chang)常(chang)含有酸性氣體，比(bi)自然(ran)大(da)氣的(de)腐(fu)蝕(shi)性強得多。
3. 應力腐(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(fu)蝕破裂(lie)。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(fu)(fu)蝕開裂的金(jin)屬材料和腐(fu)(fu)蝕環境組(zu)合（選(xuan)自(zi)SH 3059附(fu)錄E）
a. 堿脆(cui)
金屬在堿液中的應力腐蝕(shi)破裂稱堿脆(cui)(cui)。碳鋼(gang)(gang)、低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)等多(duo)種金屬材料(liao)皆可(ke)發(fa)生堿脆(cui)(cui)。碳鋼(gang)(gang)（含低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)）發(fa)生堿脆(cui)(cui)的趨勢如圖5所示。
圖5 碳鋼在堿液中的應力腐蝕破(po)裂(lie)區
由(you)圖5可(ke)知，氫氧化鈉濃(nong)(nong)度(du)在5%以上的全部濃(nong)(nong)度(du)范圍內碳鋼幾(ji)乎(hu)都可(ke)能產生堿(jian)脆(cui)，堿(jian)脆(cui)的最(zui)(zui)低溫度(du)為(wei)50℃，所(suo)需堿(jian)液的濃(nong)(nong)度(du)為(wei)40%～50%，以沸點(dian)附近的高溫區最(zui)(zui)易(yi)發生, 裂紋呈晶間型。
奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼發(fa)生堿(jian)(jian)脆的(de)(de)趨勢如圖6所示(shi)。氫氧化鈉(na)濃度在0.1%以上的(de)(de)濃度時(shi)(shi)18-8型(xing)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼即可發(fa)生堿(jian)(jian)脆。以氫氧化鈉(na)濃度40%最(zui)危險，這(zhe)時(shi)(shi)發(fa)生堿(jian)(jian)脆的(de)(de)溫(wen)(wen)度為(wei)(wei)115℃左右。 超低碳不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)堿(jian)(jian)脆裂(lie)紋(wen)為(wei)(wei)穿晶型(xing)，含碳量高(gao)(gao)時(shi)(shi)，堿(jian)(jian)脆裂(lie)紋(wen)則(ze)為(wei)(wei)晶間型(xing)或混合型(xing)。當奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中加入2%鉬時(shi)(shi)，則(ze)可使其堿(jian)(jian)脆界限(xian)縮小，并向堿(jian)(jian)的(de)(de)高(gao)(gao)濃度區域(yu)移(yi)動(dong)。鎳和鎳基合金具有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)耐應力腐蝕的(de)(de)性能(neng)，它的(de)(de)堿(jian)(jian)脆范圍(wei)變得狹窄，而(er)且位于高(gao)(gao)溫(wen)(wen)濃堿(jian)(jian)區。
圖(tu)6 產(chan)生應力(li)腐蝕破裂的燒堿濃度與溫度關系 注(zhu)：曲線上部為危險區
b. 不(bu)銹鋼(gang)的氯(lv)離子應力腐蝕破裂
氯離(li)(li)(li)子(zi)不(bu)但能引起不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)孔蝕(shi)(shi)，更能引起不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)。 發生應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)的(de)(de)臨界氯離(li)(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)隨溫度(du)的(de)(de)上升(sheng)而減小，高溫下，氯離(li)(li)(li)子(zi)濃(nong)度(du)只要達到 10-6 ，即能引起破裂(lie)(lie)。發生氯離(li)(li)(li)子(zi)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)的(de)(de)臨界溫度(du)為70℃。 具有氯離(li)(li)(li)子(zi)濃(nong)縮的(de)(de)條件（反復蒸(zheng)干、潤(run)濕(shi)）是最易發生破裂(lie)(lie)的(de)(de)。工業中發生不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)氯離(li)(li)(li)子(zi)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)的(de)(de)情(qing)況(kuang)相當普遍。 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)氯離(li)(li)(li)子(zi)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)不(bu)僅(jin)僅(jin)發生在管道(dao)的(de)(de)內壁，發生在管道(dao)外壁的(de)(de)事例也屢見不(bu)鮮，如(ru)圖(tu)7所示。
圖(tu)7 不(bu)銹鋼管道應力腐蝕破裂
作為管外側(ce)的(de)腐(fu)蝕因素，被認(ren)為是(shi)保溫材(cai)料的(de)問題，對(dui)保溫材(cai)料進(jin)行分(fen)析(xi)的(de)結果(guo)，被檢驗出(chu)含有約0.5%的(de)氯離(li)子(zi)。這個數值可(ke)認(ren)為是(shi)保溫材(cai)料中含有的(de)雜質，或由于保溫層(ceng)破損、浸入(ru)的(de)雨水中帶入(ru)并經過濃縮的(de)結果(guo)。
c. 不(bu)銹鋼(gang)連(lian)多硫酸應力腐蝕破裂
以(yi)加氫脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)裝置最為(wei)典型，不銹(xiu)鋼連多硫(liu)(liu)(liu)酸的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕破(po)裂(lie)(lie)頗(po)為(wei)引人關(guan)注。 管(guan)道在正常運(yun)行時，受硫(liu)(liu)(liu)化氫腐(fu)蝕，生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)硫(liu)(liu)(liu)化鐵，在停車檢修時，與空氣(qi)中的(de)氧及水(shui)反應(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)了(le)連多硫(liu)(liu)(liu)酸。在Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)鋼管(guan)道的(de)殘余應(ying)力(li)(li)較大(da)的(de)部(bu)位(wei)（焊縫熱影(ying)響區、彎管(guan)部(bu)位(wei)等）產生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂(lie)(lie)紋。
d. 硫化物(wu)腐蝕破裂(lie)
①. 金(jin)屬在同時(shi)含(han)有硫(liu)化氫及水(shui)的介(jie)質中(zhong)發(fa)生(sheng)的應力腐蝕破裂(lie)(lie)即為硫(liu)化物腐蝕破裂(lie)(lie)，簡稱硫(liu)裂(lie)(lie)。在天然(ran)氣、石油采集，加工(gong)煉制，石油化學及化肥等工(gong)業部門常常發(fa)生(sheng)管道(dao)、閥門硫(liu)裂(lie)(lie)事故。發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)所需的時(shi)間短則(ze)幾(ji)天，長則(ze)幾(ji)個月(yue)到幾(ji)年不等，但(dan)是未見超過十年發(fa)生(sheng)硫(liu)裂(lie)(lie)的事例。
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。
碳鋼和(he)(he)低合金鋼在20～40℃溫(wen)(wen)度范圍(wei)內對(dui)硫(liu)裂(lie)(lie)的敏(min)感(gan)(gan)性最大，奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的硫(liu)裂(lie)(lie)大多(duo)發生在高溫(wen)(wen)環境中(zhong)。隨著(zhu)溫(wen)(wen)度升(sheng)高，奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的硫(liu)裂(lie)(lie)敏(min)感(gan)(gan)性增加(jia)。 在含硫(liu)化(hua)(hua)氫及(ji)水的介質中(zhong)，如果同(tong)時含醋酸(suan)，或(huo)者二(er)氧化(hua)(hua)碳和(he)(he)氯(lv)化(hua)(hua)鈉，或(huo)磷化(hua)(hua)氫，或(huo)砷、硒(xi)、銻、碲的化(hua)(hua)合物(wu)或(huo)氯(lv)離子，則對(dui)鋼的硫(liu)裂(lie)(lie)起(qi)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)(du)越(yue)高(gao)，越(yue)易發(fa)(fa)生硫裂(lie)(lie)。鋼的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)越(yue)高(gao)，越(yue)易發(fa)(fa)生硫裂(lie)(lie)。在發(fa)(fa)生硫裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)事(shi)故中，焊(han)縫(feng)(feng)特(te)別是(shi)(shi)熔合線是(shi)(shi)最易發(fa)(fa)生破裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)部位(wei)，這是(shi)(shi)因為這里的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)最高(gao)。 NACE對(dui)碳鋼焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)進行了嚴(yan)格的(de)(de)(de)規(gui)定：≤200HB。這是(shi)(shi)因為焊(han)縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)分布比(bi)母材復雜，所以對(dui)焊(han)縫(feng)(feng)硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)規(gui)定比(bi)母材嚴(yan)格。焊(han)縫(feng)(feng)部位(wei)常發(fa)(fa)生破裂(lie)(lie)，一方(fang)面是(shi)(shi)由于焊(han)接殘余應力的(de)(de)(de)作用，另一方(fang)面是(shi)(shi)焊(han)縫(feng)(feng)金屬、熔合線及熱影響區出現淬硬(ying)組織的(de)(de)(de)結果。為防止硫裂(lie)(lie)，焊(han)后進行有效的(de)(de)(de)熱處理十分必要。
e. 氫損傷
氫(qing)(qing)滲透進(jin)入(ru)金屬(shu)內部(bu)而造成金屬(shu)性能劣化稱為氫(qing)(qing)損傷，也稱氫(qing)(qing)破壞。
氫(qing)(qing)(qing)損傷可分為(wei)四種不(bu)同類型：氫(qing)(qing)(qing)鼓泡、氫(qing)(qing)(qing)脆、脫碳(tan)和氫(qing)(qing)(qing)腐蝕。
①. 氫(qing)鼓(gu)泡(pao)及氫(qing)誘發階梯裂紋。
主(zhu)要(yao)發生在含濕硫化氫的介質中。
硫化氫在(zai)水中離解：
鋼在硫化氫水溶液中發(fa)生電化學腐蝕：
由(you)(you)上述過程可以看出(chu)，鋼在(zai)這種環(huan)境(jing)中，不僅會由(you)(you)于(yu)陽(yang)極反(fan)應而發生一(yi)般腐蝕，而且(qie)由(you)(you)于(yu)S2-在(zai)金屬(shu)(shu)表面的吸附(fu)對氫(qing)原子(zi)復合氫(qing)分子(zi)有阻礙作用，從而促進氫(qing)原子(zi)向金屬(shu)(shu)內滲透。
當(dang)氫(qing)原子(zi)向鋼中滲透擴(kuo)散時，遇到了(le)裂縫、分層(ceng)、空隙、夾渣等缺(que)陷，就聚集起(qi)來結合(he)成(cheng)(cheng)氫(qing)分子(zi)造(zao)成(cheng)(cheng)體積(ji)膨(peng)脹，在鋼材(cai)內(nei)部產生(sheng)極大壓力（可達數百(bai)兆帕）。 如(ru)果(guo)這些(xie)缺(que)陷在鋼材(cai)表面附近，則(ze)形(xing)成(cheng)(cheng)鼓泡，如(ru)圖8所示。如(ru)果(guo)這些(xie)缺(que)陷在鋼的內(nei)部深(shen)處，則(ze)形(xing)成(cheng)(cheng)誘(you)(you)發裂紋(wen)(wen)。它是沿軋制方向上產生(sheng)的相(xiang)互(hu)平行的裂紋(wen)(wen)，被短的橫向裂紋(wen)(wen)連接起(qi)來形(xing)成(cheng)(cheng)“階梯(ti)”。 氫(qing)誘(you)(you)發階梯(ti)裂紋(wen)(wen)輕者(zhe)使(shi)鋼材(cai)脆化(hua)，重者(zhe)會使(shi)有(you)效壁(bi)厚(hou)減小到管道(dao)過載、泄漏甚至斷裂。
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
在工業制(zhi)氫(qing)裝置中，高溫(wen)氫(qing)氣管道易產生(sheng)碳損(sun)傷。鋼中的滲(shen)碳體在高溫(wen)下(xia)與氫(qing)氣作用生(sheng)成(cheng)甲烷：
反應結(jie)果導致表面層的滲碳體減少，而(er)碳便從鄰近的尚未反應的金屬層逐漸擴散(san)到此(ci)反應區，于是有一定(ding)厚度的金屬層因缺碳而(er)變為鐵素體。脫碳的結(jie)果造(zao)成鋼的表面強度和疲勞極限(xian)的降低。
④. 氫腐蝕
鋼受(shou)到高溫高壓氫作用后，其力學性能劣化，強度、韌性明顯(xian)降低，并且是不可逆的，這種現象稱為氫腐蝕。
氫腐蝕的(de)歷程可用圖(tu)9來解釋：
圖9 氫腐蝕的歷程(cheng)
氫腐(fu)蝕(shi)的(de)過程(cheng)大致可分為三個階段(duan)(duan)：孕(yun)育期，鋼的(de)性能(neng)沒(mei)有變化(hua)；性能(neng)迅速變化(hua)階段(duan)(duan)，迅速脫碳(tan)，裂紋(wen)快速擴(kuo)展；最后階段(duan)(duan)，固溶體中碳(tan)已耗盡(jin)。
氫(qing)腐蝕的孕育期(qi)是重要的，它往往決定了(le)鋼的使用(yong)壽(shou)命(ming)。
某氫(qing)壓力下產生氫(qing)腐蝕(shi)有一起始溫(wen)度，它是衡量鋼(gang)材抗氫(qing)性能的(de)指標。低(di)于這(zhe)個溫(wen)度氫(qing)腐蝕(shi)反應速度極慢，以至孕育期超(chao)過(guo)正常使用壽(shou)命(ming)。碳鋼(gang)的(de)這(zhe)一溫(wen)度大約在220℃左右。
氫分壓也(ye)有(you)一個起始點（碳鋼大(da)約在1.4MPa左右(you)），即無論溫度多高，低于此分壓，只發(fa)生(sheng)表面脫碳而(er)不發(fa)生(sheng)嚴重(zhong)的氫腐蝕(shi)。 各種抗氫鋼發(fa)生(sheng)腐蝕(shi)的溫度和壓力(li)組(zu)合條(tiao)件，就是著名(ming)的Nelson曲線(xian)（在很多管(guan)道器(qi)材(cai)選(xuan)用標準規范內均有(you)此曲線(xian)圖，如SH3059《石油化工管(guan)道設(she)計器(qi)材(cai)選(xuan)用通則(ze)》）。
冷加工(gong)變形，提高了碳、氫的(de)擴散(san)能力(li)，對(dui)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。
