1. 濕硫(liu)化氫環境的定義(yi)
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(hua)氫的電離
在(zai)濕硫(liu)化(hua)氫環境中，硫(liu)化(hua)氫會發生電(dian)離，使水具有酸性(xing)。硫(liu)化(hua)氫電(dian)化(hua)學腐蝕過程：
注：鋼材受到(dao)硫化(hua)(hua)氫腐蝕以后陽極(ji)的(de)最終產(chan)物就是硫化(hua)(hua)亞(ya)鐵(tie)，該產(chan)物通(tong)常是一(yi)種(zhong)有(you)缺(que)陷的(de)結構，它(ta)與(yu)鋼鐵(tie)表(biao)面的(de)黏(nian)結力差，易脫落，易氧化(hua)(hua)，且電位(wei)較正(zheng)，因而作為陰(yin)極(ji)與(yu)鋼鐵(tie)基體(ti)構成一(yi)個活性的(de)微(wei)電池，對鋼基體(ti)繼續進行(xing)腐蝕。
反應產(chan)物(wu)氫一般(ban)認為有(you)兩種去(qu)向，一是氫原(yuan)子(zi)(zi)之間(jian)有(you)較大(da)的親(qin)和力，易相互結合形成(cheng)氫分子(zi)(zi)排出；另一個去(qu)向就是由于原(yuan)子(zi)(zi)半(ban)徑極小的氫原(yuan)子(zi)(zi)獲得足夠(gou)的能(neng)量后(hou)變成(cheng)擴散氫［H］而滲入鋼的內部并(bing)溶入晶格中，溶于晶格中的氫有(you)很(hen)強的游離性(xing)，在(zai)一定(ding)條(tiao)件下將導致材料的脆化（氫脆）和氫損傷。
3. 濕H2S環境中的(de)開裂類型
濕H環境中的開(kai)裂(lie)類型有：氫鼓泡（HB）、氫致開(kai)裂(lie)（HIC）、硫(liu)化物應力(li)腐蝕開(kai)裂(lie)（SSCC）、應力(li)導向氫致開(kai)裂(lie)（SOHIC）。見(jian)圖8.1.9和(he)圖8.1.10。
4. 硫(liu)化(hua)物應力(li)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)強度(du)(du)越(yue)高，越(yue)易發生(sheng)(sheng)硫裂(lie)。鋼的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)值越(yue)高，越(yue)易發生(sheng)(sheng)硫裂(lie)。在發生(sheng)(sheng)硫裂(lie)的(de)(de)事故(gu)中，焊縫(feng)(feng)特(te)別是熔合(he)線(xian)是最易發生(sheng)(sheng)破裂(lie)的(de)(de)部位(wei)，這是因為(wei)這里的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)最高。NACE對碳鋼焊縫(feng)(feng)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)做了嚴(yan)(yan)格的(de)(de)規(gui)定(ding)：HB≤200。這是因為(wei)焊縫(feng)(feng)硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)分布比母材復雜，所以(yi)對焊縫(feng)(feng)硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)規(gui)定(ding)比母材嚴(yan)(yan)。焊縫(feng)(feng)部位(wei)常(chang)發生(sheng)(sheng)破裂(lie)，一方面是由(you)(you)于焊接殘余應力的(de)(de)作(zuo)用，另一方面是由(you)(you)于焊縫(feng)(feng)金屬、熔合(he)線(xian)及熱(re)影響區(qu)出(chu)現(xian)淬硬(ying)(ying)組織(zhi)的(de)(de)結果。為(wei)防止硫裂(lie)，焊后進(jin)行有效的(de)(de)熱(re)處理十分必要(yao)。
5. 硫化氫腐(fu)蝕的(de)預(yu)防措(cuo)施
a. 選用抗硫化(hua)氫材料(liao)
抗(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)材(cai)料(liao)(liao)(liao)主(zhu)要是(shi)指(zhi)對硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)應(ying)力(li)腐蝕(shi)開(kai)(kai)裂和(he)氫(qing)(qing)損傷有一定抗(kang)力(li)或(huo)對這種開(kai)(kai)裂不敏感(gan)的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)。同時采用(yong)低硬度（強度）和(he)完全淬火＋回火處理工(gong)藝(yi)對材(cai)料(liao)(liao)(liao)抗(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)腐蝕(shi)是(shi)有利(li)的(de)。對高硫(liu)(liu)(liu)介質(zhi)的(de)管道器(qi)材(cai)按(an)SH／T 3129《加工(gong)高硫(liu)(liu)(liu)原油(you)重點(dian)裝置(zhi)主(zhu)要管道設計選(xuan)材(cai)導則》進行選(xuan)材(cai)。酸(suan)性(xing)(xing)天然(ran)氣(qi)系統(tong)和(he)酸(suan)性(xing)(xing)天然(ran)氣(qi)-油(you)系統(tong)管道材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)選(xuan)擇，應(ying)符(fu)合(he)SY／T 0599《天然(ran)氣(qi)地(di)面設施抗(kang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)物應(ying)力(li)開(kai)(kai)裂和(he)抗(kang)應(ying)力(li)腐蝕(shi)開(kai)(kai)裂的(de)金屬材(cai)料(liao)(liao)(liao)要求(qiu)》的(de)規(gui)定。SH／T 3129里(li)面規(gui)定：對于以(yi)濕(shi)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)為主(zhu)要腐蝕(shi)介質(zhi)的(de)環(huan)境，主(zhu)材(cai)選(xuan)用(yong)應(ying)符(fu)合(he)規(gui)范要求(qiu)。對含硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)介質(zhi)的(de)管道器(qi)材(cai)按(an)最新版(ban)“柯柏曲線(xian)”進行選(xuan)材(cai)。見(jian)本書第五章內容。
b. 添加緩(huan)蝕(shi)劑
實踐證明合理添加緩蝕(shi)(shi)(shi)劑是(shi)防(fang)止含(han)(han)H2S酸(suan)性油(you)氣對碳鋼(gang)(gang)和低(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)設施腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)一種(zhong)有(you)(you)效(xiao)(xiao)方法。緩蝕(shi)(shi)(shi)劑對應用(yong)條件(jian)的(de)選擇性要求很高(gao)，針對性很強。不同介質(zhi)或材料往(wang)往(wang)要求的(de)緩蝕(shi)(shi)(shi)劑也不同，甚至同一種(zhong)介質(zhi)，當(dang)操作條件(jian)（如溫度、壓力、濃(nong)度、流速等）改變時，所(suo)采(cai)用(yong)的(de)緩蝕(shi)(shi)(shi)劑可(ke)能也需(xu)要改變。用(yong)于含(han)(han)H2S酸(suan)性環境中(zhong)的(de)緩蝕(shi)(shi)(shi)劑，通常為含(han)(han)氧(yang)的(de)有(you)(you)機緩蝕(shi)(shi)(shi)劑（成膜型緩蝕(shi)(shi)(shi)劑），有(you)(you)胺(an)類、咪唑啉、酰胺(an)類和季銨鹽(yan)，也包括含(han)(han)硫(liu)(liu)、磷(lin)的(de)化(hua)合物。控制溶液(ye)pH值(zhi)(zhi)。提(ti)高(gao)溶液(ye)pH值(zhi)(zhi)降低(di)溶液(ye)中(zhong)H＋含(han)(han)量(liang)可(ke)提(ti)高(gao)鋼(gang)(gang)材對硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)的(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)能力，維持pH值(zhi)(zhi)在9～11之間(jian)，這樣不僅可(ke)有(you)(you)效(xiao)(xiao)預防(fang)硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)腐蝕(shi)(shi)(shi)，又可(ke)同時提(ti)高(gao)鋼(gang)(gang)材疲勞壽命。
c. 金(jin)屬保護層
在需保(bao)護的金屬表面用(yong)電鍍(du)或化學鍍(du)的方法鍍(du)上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保(bao)護內層不(bu)被腐蝕。
d. 保護(hu)器保護(hu)
將被(bei)保護(hu)的金(jin)屬如鐵作(zuo)陰極，較活潑的金(jin)屬如Zn作(zuo)犧牲性陽極。陽極腐蝕后(hou)定期更換(huan)。
e. 陰(yin)極保(bao)護
外加電(dian)源(yuan)組(zu)成一個電(dian)解(jie)池，將被保(bao)護(hu)金屬作陰極，廢金屬作陽極。
