1. 濕硫化氫環境(jing)的定義
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(liu)化氫環境中，硫(liu)化氫會發生電(dian)離，使水具(ju)有(you)酸性。硫(liu)化氫電(dian)化學(xue)腐蝕過程(cheng)：
注：鋼(gang)材(cai)受到硫化(hua)(hua)(hua)氫腐蝕以(yi)后陽(yang)極的(de)(de)最終(zhong)產物就(jiu)是硫化(hua)(hua)(hua)亞鐵(tie)，該產物通常是一種(zhong)有缺陷的(de)(de)結(jie)構(gou)，它(ta)與鋼(gang)鐵(tie)表面的(de)(de)黏結(jie)力差，易(yi)脫(tuo)落，易(yi)氧化(hua)(hua)(hua)，且電位較(jiao)正，因而(er)作(zuo)為(wei)陰極與鋼(gang)鐵(tie)基(ji)體構(gou)成一個活(huo)性的(de)(de)微電池，對鋼(gang)基(ji)體繼續(xu)進行腐蝕。
反應產物氫一般認為(wei)有(you)兩(liang)種去(qu)(qu)向，一是(shi)氫原(yuan)子(zi)之(zhi)間有(you)較大的(de)(de)親(qin)和力，易(yi)相(xiang)互結合形成(cheng)氫分(fen)子(zi)排出；另一個去(qu)(qu)向就是(shi)由于原(yuan)子(zi)半徑極小的(de)(de)氫原(yuan)子(zi)獲得足夠的(de)(de)能量后變成(cheng)擴散氫［H］而滲入(ru)鋼的(de)(de)內部并溶(rong)(rong)入(ru)晶格(ge)中，溶(rong)(rong)于晶格(ge)中的(de)(de)氫有(you)很強的(de)(de)游離性，在一定條件下將(jiang)導致材(cai)料的(de)(de)脆(cui)化(hua)（氫脆(cui)）和氫損傷。
3. 濕H2S環境中的(de)開裂類型(xing)
濕H環境中的開裂類型(xing)有：氫(qing)鼓泡（HB）、氫(qing)致開裂（HIC）、硫化物應力腐蝕(shi)開裂（SSCC）、應力導向氫(qing)致開裂（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(du)越(yue)高(gao)，越(yue)易發(fa)生(sheng)(sheng)硫裂(lie)(lie)。鋼(gang)的(de)(de)硬度(du)值越(yue)高(gao)，越(yue)易發(fa)生(sheng)(sheng)硫裂(lie)(lie)。在發(fa)生(sheng)(sheng)硫裂(lie)(lie)的(de)(de)事故中，焊縫(feng)特別(bie)是熔合線是最(zui)易發(fa)生(sheng)(sheng)破裂(lie)(lie)的(de)(de)部(bu)位，這是因(yin)為(wei)這里的(de)(de)硬度(du)最(zui)高(gao)。NACE對碳鋼(gang)焊縫(feng)的(de)(de)硬度(du)做了(le)嚴(yan)格(ge)的(de)(de)規定：HB≤200。這是因(yin)為(wei)焊縫(feng)硬度(du)的(de)(de)分布(bu)比母材(cai)復雜(za)，所以(yi)對焊縫(feng)硬度(du)的(de)(de)規定比母材(cai)嚴(yan)。焊縫(feng)部(bu)位常(chang)發(fa)生(sheng)(sheng)破裂(lie)(lie)，一方面是由于(yu)焊接殘余應力的(de)(de)作用，另一方面是由于(yu)焊縫(feng)金屬(shu)、熔合線及(ji)熱影響區出(chu)現淬硬組織(zhi)的(de)(de)結果。為(wei)防止硫裂(lie)(lie)，焊后進行有效的(de)(de)熱處理(li)十(shi)分必要(yao)。
5. 硫化氫腐蝕的(de)預防措施(shi)
a. 選用抗硫(liu)化氫材料
抗硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)材料(liao)主(zhu)(zhu)要是(shi)指對(dui)硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)應(ying)力腐蝕開裂和(he)氫(qing)(qing)(qing)損傷有一(yi)定抗力或對(dui)這種開裂不敏感的(de)材料(liao)。同時采用低硬度（強度）和(he)完全(quan)淬火＋回火處(chu)理工藝對(dui)材料(liao)抗硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)腐蝕是(shi)有利的(de)。對(dui)高(gao)(gao)硫(liu)介質的(de)管(guan)道器材按(an)SH／T 3129《加(jia)工高(gao)(gao)硫(liu)原(yuan)油(you)(you)重(zhong)點(dian)裝置(zhi)主(zhu)(zhu)要管(guan)道設計選材導則》進(jin)行選材。酸性天(tian)然(ran)氣系(xi)統(tong)和(he)酸性天(tian)然(ran)氣-油(you)(you)系(xi)統(tong)管(guan)道材料(liao)的(de)選擇，應(ying)符(fu)合(he)(he)SY／T 0599《天(tian)然(ran)氣地面設施(shi)抗硫(liu)化(hua)(hua)物應(ying)力開裂和(he)抗應(ying)力腐蝕開裂的(de)金屬材料(liao)要求》的(de)規定。SH／T 3129里面規定：對(dui)于以濕硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)為主(zhu)(zhu)要腐蝕介質的(de)環境(jing)，主(zhu)(zhu)材選用應(ying)符(fu)合(he)(he)規范要求。對(dui)含硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)介質的(de)管(guan)道器材按(an)最新版“柯柏(bo)曲線”進(jin)行選材。見本書第五章內容(rong)。
b. 添加(jia)緩蝕劑
實踐證明合(he)理添加緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)是防(fang)止(zhi)含H2S酸性(xing)(xing)油氣對碳鋼和低合(he)金鋼設施腐蝕(shi)(shi)的一種(zhong)有(you)效(xiao)方法。緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)對應用條(tiao)件(jian)的選擇性(xing)(xing)要求很(hen)高(gao)，針(zhen)對性(xing)(xing)很(hen)強(qiang)。不同(tong)介質或材料往(wang)往(wang)要求的緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)也不同(tong)，甚至同(tong)一種(zhong)介質，當操作(zuo)條(tiao)件(jian)（如(ru)溫(wen)度、壓力、濃(nong)度、流速等(deng)）改變(bian)時，所(suo)采用的緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)可能(neng)也需要改變(bian)。用于(yu)含H2S酸性(xing)(xing)環境中的緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)，通常(chang)為含氧的有(you)機緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)（成(cheng)膜型緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)），有(you)胺類(lei)、咪唑(zuo)啉、酰胺類(lei)和季銨鹽，也包括含硫(liu)、磷的化合(he)物。控制溶(rong)液(ye)pH值。提高(gao)溶(rong)液(ye)pH值降低溶(rong)液(ye)中H＋含量可提高(gao)鋼材對硫(liu)化氫(qing)的耐蝕(shi)(shi)能(neng)力，維(wei)持pH值在9～11之間(jian)，這樣不僅可有(you)效(xiao)預防(fang)硫(liu)化氫(qing)腐蝕(shi)(shi)，又可同(tong)時提高(gao)鋼材疲勞壽命。
c. 金屬保護層(ceng)
在需保(bao)護的金屬(shu)表面用電鍍或化學(xue)鍍的方法(fa)鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等(deng)金屬(shu)，保(bao)護內層(ceng)不被腐蝕。
d. 保(bao)護器(qi)保(bao)護
將被(bei)保護的金(jin)(jin)屬如(ru)鐵作(zuo)陰極，較活潑的金(jin)(jin)屬如(ru)Zn作(zuo)犧牲性陽極。陽極腐蝕(shi)后定期更換。
e. 陰(yin)極保(bao)護
外加(jia)電(dian)源(yuan)組成一個電(dian)解池，將被(bei)保(bao)護金(jin)屬作(zuo)陰極，廢金(jin)屬作(zuo)陽極。
