腐蝕的危害性是十分普遍的，而且也是十分嚴重的。腐(fu)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、根據腐蝕發生的機理分類(lei)
根據腐(fu)(fu)蝕發生(sheng)的機理，可(ke)將其(qi)分為化學腐(fu)(fu)蝕、電(dian)化學腐(fu)(fu)蝕和物理腐(fu)(fu)蝕三大類。
1. 化學腐(fu)蝕（Chemical Corrosion）
化學腐(fu)(fu)蝕是(shi)指(zhi)金屬(shu)表面(mian)與非電解質(zhi)直接發(fa)生純化學作用(yong)而引起的破壞。金屬(shu)在高(gao)溫氣(qi)體中的硫腐(fu)(fu)蝕、金屬(shu)的高(gao)溫氧化均(jun)屬(shu)于化學腐(fu)(fu)蝕。
2. 電化學腐(fu)蝕（Electrochemical Corrosion）
電化學腐(fu)蝕(shi)(shi)是指金屬(shu)表面與離(li)子導電的介質(zhi)發生電化學反應而引(yin)起的破壞(huai)。電化學腐(fu)蝕(shi)(shi)是最普遍、最常見的腐(fu)蝕(shi)(shi)，如金屬(shu)在(zai)大氣、海水、土壤和各種(zhong)電解質(zhi)溶液(ye)中的腐(fu)蝕(shi)(shi)都(dou)屬(shu)此類(lei)。
3. 物理(li)腐蝕(shi)（Physical Corrosion）
物(wu)理腐蝕(shi)是(shi)指金(jin)屬(shu)(shu)由(you)于單純的(de)(de)物(wu)理溶解而引(yin)起的(de)(de)破壞。其特點是(shi)：當低熔點的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)溶入金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料中時，會對金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料產(chan)生“割裂(lie)(lie)”作(zuo)用。由(you)于低熔點的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)強度一般(ban)較低，在受(shou)力狀態下它將優先斷裂(lie)(lie)，從而成為(wei)金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料的(de)(de)裂(lie)(lie)紋源。應該說，這種腐蝕(shi)在工程中并(bing)不多(duo)見。
二、根據腐蝕形(xing)態(tai)分類
按腐蝕形態分類，可分為全(quan)面腐蝕、局部腐蝕和應(ying)力(li)腐蝕三大(da)類。
1. 全(quan)面腐蝕（General Corrosion）
全(quan)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(jun)勻(yun)腐蝕是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工(gong)程中(zhong)往往是給(gei)出(chu)足夠的腐蝕余量就能(neng)保證(zheng)材料的機械強(qiang)度和(he)使用壽(shou)命。
②. 均(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)常用單位(wei)時間內(nei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質對(dui)金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度或金屬構件的壁厚減薄(bo)量(liang)（稱為(wei)(wei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)）來評定。SH3059標準中規定：腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)不(bu)超過0.05mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)充(chong)分(fen)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)為(wei)(wei)0.05～0.1mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)為(wei)(wei)0.1～0.5mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)尚耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)超過0.5mm/a的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)不(bu)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。
2. 局部腐(fu)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(dian)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(shi)孔的各種剖面形狀（選自ASTM標準）
②. 點蝕是不銹鋼(gang)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(ti)不銹鋼。
⑤. 碳(tan)鋼管道(dao)(dao)也發(fa)生(sheng)點蝕(shi)，通常是(shi)在蒸(zheng)汽(qi)系統（特(te)別是(shi)低壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)）和熱(re)水系統，遭受溶解(jie)氧(yang)的(de)腐蝕(shi)，溫度在80～250℃間最為(wei)嚴重。雖然蒸(zheng)汽(qi)系統是(shi)除氧(yang)的(de)，但由于操作(zuo)控制不嚴格，很(hen)難(nan)保(bao)證溶解(jie)氧(yang)量不超標，因(yin)此溶解(jie)氧(yang)造(zao)成(cheng)碳(tan)鋼管道(dao)(dao)產生(sheng)點蝕(shi)的(de)情(qing)況經常會(hui)發(fa)生(sheng)。
b. 縫隙腐蝕(shi)（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(fu)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(tu)3 縫隙腐蝕的機理
c. 焊(han)接接頭的腐(fu)蝕
通常(chang)發生于(yu)不銹(xiu)鋼管道，有三種腐蝕形(xing)式。
①. 焊肉(rou)被(bei)腐蝕成海綿狀，這是奧氏體不銹鋼發生的δ鐵素體選擇性腐蝕
為(wei)改善焊接性(xing)能，奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼通(tong)常要求焊縫含有3%～10%的鐵素(su)體(ti)(ti)組織，但在某(mou)些強腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)介質中(zhong)則會發(fa)生δ鐵素(su)體(ti)(ti)選(xuan)擇(ze)性(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)，即(ji)腐(fu)(fu)蝕(shi)只發(fa)生在δ鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)（或進一步分(fen)解為(wei)σ相(xiang)），結果呈海綿狀。
②. 熱影響區(qu)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)的刀口腐(fu)蝕
一般發生在用Nb及Ti穩定的不銹鋼（347不銹鋼(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(shi)
對于含水蒸氣的熱腐(fu)蝕性氣體管道，在保溫層中(zhong)止處(chu)或破損處(chu)的內壁，由(you)于局部溫度降(jiang)至露點以下，將(jiang)發生冷凝現(xian)象，從而造(zao)成冷凝液腐(fu)蝕，即露點腐(fu)蝕。
f. 涂層破損(sun)處的(de)局部大(da)氣(qi)銹蝕
對(dui)于化工(gong)廠(chang)的碳鋼管(guan)線(xian)，這種腐蝕(shi)有時會很嚴(yan)重，因為化工(gong)廠(chang)區(qu)的大(da)氣(qi)中(zhong)常(chang)常(chang)含有酸性氣(qi)體，比自然大(da)氣(qi)的腐蝕(shi)性強得(de)多。
3. 應力腐蝕(shi)（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(yi)產生(sheng)應力腐蝕(shi)開裂(lie)的金屬材料(liao)和腐蝕(shi)環境組合(he)（選自(zi)SH 3059附(fu)錄E）
a. 堿(jian)脆
金(jin)屬(shu)(shu)在堿(jian)液中的應力腐蝕破裂稱堿(jian)脆(cui)。碳鋼(gang)、低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)、不銹鋼(gang)等多種金(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)皆可發(fa)生堿(jian)脆(cui)。碳鋼(gang)（含低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)）發(fa)生堿(jian)脆(cui)的趨勢如圖5所示(shi)。
圖5 碳鋼在(zai)堿液(ye)中的應力腐蝕破裂(lie)區
由圖5可知，氫氧化鈉濃(nong)(nong)度(du)(du)在5%以上的全部濃(nong)(nong)度(du)(du)范圍(wei)內碳鋼幾乎都(dou)可能產生堿脆(cui)，堿脆(cui)的最低溫度(du)(du)為50℃，所需(xu)堿液的濃(nong)(nong)度(du)(du)為40%～50%，以沸點附近的高溫區最易發(fa)生, 裂(lie)紋(wen)呈晶間型。
奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)發生堿(jian)脆(cui)(cui)的(de)(de)趨勢如圖6所示。氫氧(yang)化鈉(na)濃度(du)在0.1%以上(shang)的(de)(de)濃度(du)時(shi)18-8型奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)即可發生堿(jian)脆(cui)(cui)。以氫氧(yang)化鈉(na)濃度(du)40%最危(wei)險，這時(shi)發生堿(jian)脆(cui)(cui)的(de)(de)溫(wen)度(du)為(wei)115℃左(zuo)右。 超低(di)碳不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)堿(jian)脆(cui)(cui)裂紋(wen)為(wei)穿晶(jing)型，含碳量(liang)高(gao)(gao)時(shi)，堿(jian)脆(cui)(cui)裂紋(wen)則為(wei)晶(jing)間型或混合型。當(dang)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)加入(ru)2%鉬時(shi)，則可使其堿(jian)脆(cui)(cui)界(jie)限(xian)縮小，并向堿(jian)的(de)(de)高(gao)(gao)濃度(du)區(qu)域(yu)移(yi)動。鎳(nie)和鎳(nie)基(ji)合金(jin)具有較高(gao)(gao)的(de)(de)耐應力腐蝕的(de)(de)性(xing)能(neng)，它的(de)(de)堿(jian)脆(cui)(cui)范圍(wei)變得狹窄(zhai)，而且位于高(gao)(gao)溫(wen)濃堿(jian)區(qu)。
圖6 產生應力腐蝕破裂的燒堿濃度與(yu)溫度關(guan)系 注：曲線上部為(wei)危險區
b. 不銹鋼的氯離(li)子應力(li)腐蝕破裂
氯(lv)(lv)離子(zi)不(bu)(bu)但能(neng)引起(qi)(qi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)孔蝕(shi)，更能(neng)引起(qi)(qi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)破(po)(po)裂(lie)。 發(fa)生(sheng)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)破(po)(po)裂(lie)的(de)臨界氯(lv)(lv)離子(zi)濃(nong)度隨溫度的(de)上升而減小，高溫下，氯(lv)(lv)離子(zi)濃(nong)度只要達(da)到 10-6 ，即(ji)能(neng)引起(qi)(qi)破(po)(po)裂(lie)。發(fa)生(sheng)氯(lv)(lv)離子(zi)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)破(po)(po)裂(lie)的(de)臨界溫度為70℃。 具(ju)有氯(lv)(lv)離子(zi)濃(nong)縮的(de)條件(jian)（反復(fu)蒸干(gan)、潤濕）是(shi)最易(yi)發(fa)生(sheng)破(po)(po)裂(lie)的(de)。工業中發(fa)生(sheng)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)氯(lv)(lv)離子(zi)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)破(po)(po)裂(lie)的(de)情況相當普遍。 不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)氯(lv)(lv)離子(zi)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)破(po)(po)裂(lie)不(bu)(bu)僅僅發(fa)生(sheng)在(zai)管道(dao)的(de)內(nei)壁(bi)，發(fa)生(sheng)在(zai)管道(dao)外壁(bi)的(de)事(shi)例也屢見(jian)不(bu)(bu)鮮，如圖7所示。
圖7 不銹(xiu)鋼管道應力(li)腐蝕破(po)裂(lie)
作為(wei)管外(wai)側的腐蝕(shi)因素，被(bei)認為(wei)是(shi)保(bao)溫材(cai)料的問(wen)題(ti)，對保(bao)溫材(cai)料進行分析的結(jie)果(guo)(guo)，被(bei)檢驗出(chu)含(han)有約0.5%的氯離子。這(zhe)個數值可認為(wei)是(shi)保(bao)溫材(cai)料中含(han)有的雜質，或由于保(bao)溫層破損、浸入的雨水中帶入并經(jing)過(guo)濃縮(suo)的結(jie)果(guo)(guo)。
c. 不銹(xiu)鋼連多(duo)硫酸(suan)應(ying)力腐蝕破(po)裂
以加氫脫硫(liu)裝(zhuang)置最為典型，不銹(xiu)鋼連(lian)多(duo)硫(liu)酸的應(ying)力腐蝕(shi)破裂頗為引(yin)人關注。 管(guan)道在(zai)(zai)正常運行時(shi)(shi)，受硫(liu)化(hua)氫腐蝕(shi)，生(sheng)成的硫(liu)化(hua)鐵(tie)，在(zai)(zai)停(ting)車檢修時(shi)(shi)，與空氣(qi)中的氧及水反應(ying)生(sheng)成了連(lian)多(duo)硫(liu)酸。在(zai)(zai)Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)鋼管(guan)道的殘余應(ying)力較(jiao)大的部位（焊(han)縫熱影響區、彎(wan)管(guan)部位等(deng)）產生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)裂紋。
d. 硫化物腐蝕(shi)破裂(lie)
①. 金屬(shu)在同時含有硫化氫及水的介質中發(fa)(fa)生(sheng)的應力腐蝕破(po)(po)裂(lie)(lie)(lie)即為(wei)硫化物(wu)腐蝕破(po)(po)裂(lie)(lie)(lie)，簡稱硫裂(lie)(lie)(lie)。在天(tian)然(ran)氣、石(shi)油(you)采(cai)集，加工煉制，石(shi)油(you)化學及化肥等工業部門常常發(fa)(fa)生(sheng)管道、閥(fa)門硫裂(lie)(lie)(lie)事故。發(fa)(fa)生(sheng)硫裂(lie)(lie)(lie)所(suo)需的時間短則(ze)幾(ji)天(tian)，長則(ze)幾(ji)個(ge)月到幾(ji)年不等，但是未見超過十年發(fa)(fa)生(sheng)硫裂(lie)(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。
碳鋼和低合(he)金鋼在20～40℃溫度(du)范圍內對硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)的敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)最大，奧氏體不銹鋼的硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)大多(duo)發生在高(gao)溫環境(jing)中。隨著溫度(du)升高(gao)，奧氏體不銹鋼的硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)增加。 在含硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫及水(shui)的介質(zhi)中，如果(guo)同時含醋酸，或者(zhe)二氧化(hua)(hua)碳和氯(lv)化(hua)(hua)鈉，或磷化(hua)(hua)氫，或砷、硒、銻、碲的化(hua)(hua)合(he)物或氯(lv)離子(zi)，則對鋼的硫(liu)(liu)裂(lie)(lie)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(gang)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)強(qiang)度越(yue)高，越(yue)易發(fa)生(sheng)硫裂(lie)(lie)。鋼的(de)(de)硬度越(yue)高，越(yue)易發(fa)生(sheng)硫裂(lie)(lie)。在(zai)發(fa)生(sheng)硫裂(lie)(lie)的(de)(de)事故中，焊縫(feng)特(te)別是熔合線是最易發(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)的(de)(de)部位，這是因(yin)為這里的(de)(de)硬度最高。 NACE對碳鋼焊縫(feng)的(de)(de)硬度進(jin)行了嚴格的(de)(de)規(gui)定(ding)：≤200HB。這是因(yin)為焊縫(feng)硬度的(de)(de)分布比母(mu)(mu)材復雜，所以(yi)對焊縫(feng)硬度的(de)(de)規(gui)定(ding)比母(mu)(mu)材嚴格。焊縫(feng)部位常發(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)，一方(fang)面是由于焊接殘余(yu)應力的(de)(de)作用，另一方(fang)面是焊縫(feng)金(jin)屬、熔合線及熱影響區出現(xian)淬(cui)硬組織的(de)(de)結果。為防(fang)止硫裂(lie)(lie)，焊后進(jin)行有效的(de)(de)熱處理十分必要(yao)。
e. 氫損傷(shang)
氫滲透進入金屬(shu)內部而造成金屬(shu)性能劣化稱為氫損傷，也(ye)稱氫破壞。
氫損傷可分為四種不同類(lei)型：氫鼓泡、氫脆、脫碳和(he)氫腐蝕(shi)。
①. 氫鼓泡及氫誘發階梯裂紋。
主要(yao)發(fa)生(sheng)在含濕硫化氫(qing)的介質中(zhong)。
硫化氫(qing)在水(shui)中離解：
鋼在硫化氫水溶液(ye)中發(fa)生電化學腐蝕：
由上述過程可(ke)以看出，鋼在(zai)這種環境中(zhong)，不僅會由于陽極反應(ying)而發生(sheng)一般(ban)腐蝕，而且由于S2-在(zai)金(jin)屬表(biao)面(mian)的吸(xi)附對氫(qing)原子復合氫(qing)分子有阻礙作(zuo)用，從而促進氫(qing)原子向金(jin)屬內滲透(tou)。
當氫原子向(xiang)鋼中滲透擴散時，遇到(dao)了(le)裂(lie)縫、分(fen)層、空隙、夾渣等缺(que)陷，就聚集起來結合成氫分(fen)子造(zao)成體積膨脹，在(zai)(zai)(zai)鋼材內(nei)部產(chan)生極大壓力(li)（可達數百(bai)兆帕）。 如果這(zhe)些缺(que)陷在(zai)(zai)(zai)鋼材表面(mian)附近，則(ze)形(xing)成鼓(gu)泡，如圖8所示。如果這(zhe)些缺(que)陷在(zai)(zai)(zai)鋼的內(nei)部深(shen)處，則(ze)形(xing)成誘發裂(lie)紋(wen)。它(ta)是沿軋制方向(xiang)上產(chan)生的相互平行的裂(lie)紋(wen)，被(bei)短的橫向(xiang)裂(lie)紋(wen)連接起來形(xing)成“階梯(ti)”。 氫誘發階梯(ti)裂(lie)紋(wen)輕者使(shi)鋼材脆化，重者會使(shi)有效壁(bi)厚減小到(dao)管道過載、泄漏甚至(zhi)斷裂(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(zai)工業制氫裝置(zhi)中，高(gao)溫(wen)氫氣(qi)管道易產(chan)生(sheng)碳(tan)損傷。鋼中的(de)滲碳(tan)體在(zai)高(gao)溫(wen)下與氫氣(qi)作用(yong)生(sheng)成甲(jia)烷(wan)：
反(fan)應結(jie)果導(dao)致表面(mian)層的滲碳(tan)體減(jian)少，而(er)(er)碳(tan)便從(cong)鄰近(jin)的尚未反(fan)應的金屬層逐漸擴散(san)到此反(fan)應區(qu)，于是有一定厚(hou)度(du)的金屬層因缺碳(tan)而(er)(er)變為鐵(tie)素(su)體。脫碳(tan)的結(jie)果造(zao)成鋼的表面(mian)強(qiang)度(du)和(he)疲勞(lao)極限的降低。
④. 氫腐(fu)蝕
鋼受到高溫高壓氫(qing)作(zuo)用后，其(qi)力學性能劣化，強(qiang)度、韌性明(ming)顯降低(di)，并(bing)且(qie)是不可逆的，這種(zhong)現象稱為氫(qing)腐蝕。
氫腐蝕的歷程可用圖9來(lai)解釋：
圖(tu)9 氫腐(fu)蝕的歷程(cheng)
氫腐蝕的過程大致(zhi)可(ke)分為三(san)個階(jie)段：孕育期，鋼(gang)的性能沒有(you)變化(hua)；性能迅速變化(hua)階(jie)段，迅速脫碳，裂(lie)紋快速擴展(zhan)；最后階(jie)段，固(gu)溶體中碳已耗盡(jin)。
氫腐(fu)蝕的(de)孕育期是重要的(de)，它往往決定了鋼(gang)的(de)使用壽命。
某(mou)氫壓力下(xia)產生(sheng)氫腐蝕有一起始溫(wen)(wen)度(du)，它是衡量鋼材抗氫性能的指標。低于(yu)這個溫(wen)(wen)度(du)氫腐蝕反應速度(du)極慢，以至孕育期超過正常使用壽命。碳(tan)鋼的這一溫(wen)(wen)度(du)大約在220℃左(zuo)右。
氫(qing)分壓(ya)也有一個起始(shi)點(dian)（碳鋼(gang)大(da)約在1.4MPa左右），即(ji)無論(lun)溫度(du)多高，低(di)于此分壓(ya)，只發生(sheng)表面脫(tuo)碳而不發生(sheng)嚴重的(de)氫(qing)腐蝕。 各種抗氫(qing)鋼(gang)發生(sheng)腐蝕的(de)溫度(du)和(he)壓(ya)力組合(he)條件(jian)，就是著名的(de)Nelson曲(qu)線（在很多管道(dao)器材(cai)選用標(biao)準規范(fan)內均有此曲(qu)線圖，如SH3059《石油(you)化工管道(dao)設計(ji)器材(cai)選用通則》）。
冷加工變形，提(ti)高了碳、氫的擴(kuo)散能力，對腐蝕起加速作用。
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。
