1. 濕硫化(hua)氫環境的(de)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(li)
在濕硫化氫(qing)環境中，硫化氫(qing)會發生電離(li)，使水具有(you)酸性。硫化氫(qing)電化學腐蝕過程：
注：鋼(gang)材(cai)受到(dao)硫(liu)化氫腐蝕以后陽極的(de)最終產物(wu)(wu)就(jiu)是硫(liu)化亞鐵(tie)，該(gai)產物(wu)(wu)通常是一種有缺陷的(de)結構(gou)，它與鋼(gang)鐵(tie)表面的(de)黏結力差，易脫(tuo)落，易氧(yang)化，且電(dian)位(wei)較正，因而作(zuo)為陰極與鋼(gang)鐵(tie)基體構(gou)成一個活性的(de)微電(dian)池，對鋼(gang)基體繼續進(jin)行(xing)腐蝕。
反應產(chan)物(wu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)一般(ban)認為有(you)兩(liang)種去向(xiang)，一是(shi)(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)原(yuan)子(zi)之間有(you)較大的(de)親和力，易相互結合形成氫(qing)(qing)(qing)(qing)分子(zi)排出；另一個去向(xiang)就是(shi)(shi)由于原(yuan)子(zi)半徑(jing)極小的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)原(yuan)子(zi)獲得(de)足夠的(de)能量后(hou)變成擴散氫(qing)(qing)(qing)(qing)［H］而滲(shen)入(ru)鋼的(de)內(nei)部并(bing)溶入(ru)晶格中，溶于晶格中的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)有(you)很強的(de)游離(li)性(xing)，在一定條件下將導致材料的(de)脆化(hua)（氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆）和氫(qing)(qing)(qing)(qing)損傷。
3. 濕H2S環境中(zhong)的開裂類型
濕H環境中的開裂(lie)類型有：氫鼓泡（HB）、氫致開裂(lie)（HIC）、硫(liu)化物應力(li)腐蝕開裂(lie)（SSCC）、應力(li)導向氫致開裂(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不銹(xiu)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(gang)的(de)(de)強(qiang)度越(yue)高，越(yue)易(yi)發(fa)生硫(liu)裂(lie)。鋼(gang)的(de)(de)硬度值(zhi)越(yue)高，越(yue)易(yi)發(fa)生硫(liu)裂(lie)。在(zai)發(fa)生硫(liu)裂(lie)的(de)(de)事(shi)故中，焊(han)(han)(han)縫(feng)特別是熔(rong)合(he)(he)線(xian)是最(zui)(zui)易(yi)發(fa)生破裂(lie)的(de)(de)部位(wei)，這是因為(wei)這里的(de)(de)硬度最(zui)(zui)高。NACE對碳鋼(gang)焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)硬度做了嚴格的(de)(de)規定：HB≤200。這是因為(wei)焊(han)(han)(han)縫(feng)硬度的(de)(de)分布比母材(cai)復雜，所以(yi)對焊(han)(han)(han)縫(feng)硬度的(de)(de)規定比母材(cai)嚴。焊(han)(han)(han)縫(feng)部位(wei)常發(fa)生破裂(lie)，一(yi)(yi)方面是由(you)于(yu)焊(han)(han)(han)接殘余應力的(de)(de)作用，另(ling)一(yi)(yi)方面是由(you)于(yu)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬、熔(rong)合(he)(he)線(xian)及熱影響區出現淬(cui)硬組織的(de)(de)結果。為(wei)防止硫(liu)裂(lie)，焊(han)(han)(han)后進行有效的(de)(de)熱處理十分必要(yao)。
5. 硫化氫腐蝕的預防措施
a. 選用抗硫(liu)化氫材料(liao)
抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)氫材(cai)(cai)(cai)料主要(yao)是指對(dui)(dui)(dui)硫(liu)(liu)化(hua)氫應力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂和(he)(he)(he)氫損傷有一定(ding)抗(kang)(kang)力(li)或(huo)對(dui)(dui)(dui)這種開(kai)裂不(bu)敏感的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料。同時采用低硬度(du)（強度(du)）和(he)(he)(he)完全(quan)淬火(huo)＋回(hui)火(huo)處理工藝對(dui)(dui)(dui)材(cai)(cai)(cai)料抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)氫腐蝕(shi)(shi)是有利(li)的(de)(de)(de)(de)。對(dui)(dui)(dui)高硫(liu)(liu)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)管(guan)道(dao)器材(cai)(cai)(cai)按SH／T 3129《加(jia)工高硫(liu)(liu)原油重點裝(zhuang)置(zhi)主要(yao)管(guan)道(dao)設計選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)導則》進(jin)行選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)。酸(suan)性天然(ran)(ran)氣系統和(he)(he)(he)酸(suan)性天然(ran)(ran)氣-油系統管(guan)道(dao)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇，應符合SY／T 0599《天然(ran)(ran)氣地面設施抗(kang)(kang)硫(liu)(liu)化(hua)物應力(li)開(kai)裂和(he)(he)(he)抗(kang)(kang)應力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)(cai)料要(yao)求》的(de)(de)(de)(de)規(gui)定(ding)。SH／T 3129里(li)面規(gui)定(ding)：對(dui)(dui)(dui)于以(yi)濕硫(liu)(liu)化(hua)氫為(wei)主要(yao)腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)環境(jing)，主材(cai)(cai)(cai)選(xuan)(xuan)用應符合規(gui)范要(yao)求。對(dui)(dui)(dui)含硫(liu)(liu)化(hua)氫介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)管(guan)道(dao)器材(cai)(cai)(cai)按最新(xin)版“柯柏曲線”進(jin)行選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)。見本(ben)書第五章內容(rong)。
b. 添加緩蝕(shi)劑(ji)
實踐證明合理添(tian)加緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)是防(fang)止含(han)H2S酸性(xing)(xing)油氣對碳(tan)鋼(gang)和低(di)合金(jin)鋼(gang)設施腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)一種(zhong)有(you)效(xiao)方法。緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)對應用(yong)條件的(de)(de)選擇性(xing)(xing)要求(qiu)很(hen)(hen)高(gao)，針(zhen)對性(xing)(xing)很(hen)(hen)強。不同(tong)介質或材料往往要求(qiu)的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)也不同(tong)，甚(shen)至同(tong)一種(zhong)介質，當操作條件（如(ru)溫度、壓(ya)力、濃度、流速等）改(gai)變(bian)時(shi)，所(suo)采用(yong)的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)可(ke)能也需要改(gai)變(bian)。用(yong)于含(han)H2S酸性(xing)(xing)環境中的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)，通(tong)常為含(han)氧的(de)(de)有(you)機緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)（成膜型緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)(ji)(ji)），有(you)胺(an)類、咪(mi)唑(zuo)啉、酰胺(an)類和季銨鹽，也包括(kuo)含(han)硫、磷的(de)(de)化(hua)合物。控制溶液pH值。提高(gao)溶液pH值降低(di)溶液中H＋含(han)量可(ke)提高(gao)鋼(gang)材對硫化(hua)氫(qing)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能力，維持pH值在9～11之間，這樣不僅可(ke)有(you)效(xiao)預防(fang)硫化(hua)氫(qing)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，又可(ke)同(tong)時(shi)提高(gao)鋼(gang)材疲勞壽命。
c. 金屬保(bao)護層
在需保護(hu)的金屬表面用電鍍(du)(du)或化(hua)學(xue)鍍(du)(du)的方法鍍(du)(du)上(shang)Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保護(hu)內層(ceng)不(bu)被腐蝕。
d. 保(bao)護器保(bao)護
將被保護的金(jin)屬如鐵作陰極，較活(huo)潑(po)的金(jin)屬如Zn作犧牲性陽極。陽極腐蝕后定(ding)期更換。
e. 陰極保護
外加電源組成一(yi)個電解池，將被(bei)保護金屬(shu)作陰極(ji)，廢(fei)金屬(shu)作陽極(ji)。
