1. 濕硫化氫環(huán)境的定義
國(guó)際上濕硫化氫環(huán)境的定義，如美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)（NACE）的MR0175-97《油田設(shè)備抗硫化物應(yīng)力開裂金屬材料》規(guī)定：①. 酸性氣體系統(tǒng)：氣體總壓≥0.4MPa，并且H2S分壓≥0.0003MPa；②. 酸性多相系統(tǒng)：當(dāng)處理的原油中有兩相或三相介質(zhì)（油、水、氣）時(shí)，條件可放寬為：氣相總壓≥1.8MPa，且H2S分壓≥0.0003MPa；當(dāng)氣相壓力≤1.8MPa，且H2S分壓≥0.07MPa；或氣相H2S含量超過(guò)15％。
國(guó)內(nèi)濕硫化氫環(huán)境的定義：“在同時(shí)存在水和硫化氫的環(huán)境中，當(dāng)硫化氫分壓大于或等于0.00035MPa時(shí)，或在同時(shí)存在水和硫化氫的液化石油氣中，當(dāng)液相的硫化氫含量大于或等于10×10-6時(shí)，則稱為濕硫化氫環(huán)境”。
2. 硫化氫的電離
在濕硫化氫環(huán)境中，硫化氫會(huì)發(fā)生電離，使水具有酸性。硫化氫電化學(xué)腐蝕過(guò)程：
注：鋼材受到硫化氫腐蝕以后陽(yáng)極的最終產(chǎn)物就是硫化亞鐵，該產(chǎn)物通常是一種有缺陷的結(jié)構(gòu)，它與鋼鐵表面的黏結(jié)力差，易脫落，易氧化，且電位較正，因而作為陰極與鋼鐵基體構(gòu)成一個(gè)活性的微電池，對(duì)鋼基體繼續(xù)進(jìn)行腐蝕。
反應(yīng)產(chǎn)物氫一般認(rèn)為有兩種去向，一是氫原子之間有較大的親和力，易相互結(jié)合形成氫分子排出；另一個(gè)去向就是由于原子半徑極小的氫原子獲得足夠的能量后變成擴(kuò)散氫［H］而滲入鋼的內(nèi)部并溶入晶格中，溶于晶格中的氫有很強(qiáng)的游離性，在一定條件下將導(dǎo)致材料的脆化（氫脆）和氫損傷。
3. 濕H2S環(huán)境中的開裂類型
濕H環(huán)境中的開裂類型有：氫鼓泡（HB）、氫致開裂（HIC）、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（SSCC）、應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂（SOHIC）。見(jiàn)圖8.1.9和圖8.1.10。
4. 硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（SSCC）
濕H2S環(huán)境中腐蝕產(chǎn)生的氫原子滲入鋼的內(nèi)部固溶于晶格中，使鋼的脆性增加，在外加拉應(yīng)力或殘余應(yīng)力作用下形成的開裂，叫作硫化物應(yīng)力腐蝕開裂，簡(jiǎn)稱硫裂。工程上有時(shí)也把受拉應(yīng)力的鋼及合金在濕H2S及其他硫化物腐蝕環(huán)境中產(chǎn)生的脆性開裂統(tǒng)稱為硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（簡(jiǎn)稱硫裂）。SSCC通常發(fā)生在中高強(qiáng)度鋼中或焊縫及其熱影響區(qū)等硬度較高的區(qū)域。在天然氣、石油采集，石油加工煉制，石油化學(xué)及化肥等工業(yè)部門常常發(fā)生管道、閥門硫裂事故。發(fā)生硫裂所需的時(shí)間短則幾天，長(zhǎng)則幾個(gè)月到幾年不等。但是未見(jiàn)超過(guò)十年發(fā)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(fā)生硫裂所需的硫化氫濃度很低，只要略超過(guò)10-6，甚至在小于10-6的濃度下也會(huì)發(fā)生。
碳鋼和低合金鋼在20～40℃溫度范圍內(nèi)對(duì)硫裂的敏感性最大，但奧氏體不銹鋼的硫裂大多發(fā)生在高溫環(huán)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(zhì)中，如果同時(shí)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(duì)鋼的硫裂起促進(jìn)作用。對(duì)于奧氏體不銹鋼的硫裂，氯離子和氧起促進(jìn)作用，304L不銹鋼和316L不銹鋼對(duì)硫裂的敏感性有如下的關(guān)系：H2S+H2O<H2S+H2O+Cl<H2S+（硫裂的敏感性由弱到強(qiáng)）。對(duì)于碳鋼和低合金鋼來(lái)說(shuō)，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。
鋼的強(qiáng)度越高，越易發(fā)生硫裂。鋼的硬度值越高，越易發(fā)生硫裂。在發(fā)生硫裂的事故中，焊縫特別是熔合線是最易發(fā)生破裂的部位，這是因?yàn)檫@里的硬度最高。NACE對(duì)碳鋼焊縫的硬度做了嚴(yán)格的規(guī)定：HB≤200。這是因?yàn)楹缚p硬度的分布比母材復(fù)雜，所以對(duì)焊縫硬度的規(guī)定比母材嚴(yán)。焊縫部位常發(fā)生破裂，一方面是由于焊接殘余應(yīng)力的作用，另一方面是由于焊縫金屬、熔合線及熱影響區(qū)出現(xiàn)淬硬組織的結(jié)果。為防止硫裂，焊后進(jìn)行有效的熱處理十分必要。
5. 硫化氫腐蝕的預(yù)防措施
a. 選用抗硫化氫材料
抗硫化氫材料主要是指對(duì)硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂和氫損傷有一定抗力或?qū)@種開裂不敏感的材料。同時(shí)采用低硬度（強(qiáng)度）和完全淬火＋回火處理工藝對(duì)材料抗硫化氫腐蝕是有利的。對(duì)高硫介質(zhì)的管道器材按SH／T 3129《加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》進(jìn)行選材。酸性天然氣系統(tǒng)和酸性天然氣-油系統(tǒng)管道材料的選擇，應(yīng)符合SY／T 0599《天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開裂和抗應(yīng)力腐蝕開裂的金屬材料要求》的規(guī)定。SH／T 3129里面規(guī)定：對(duì)于以濕硫化氫為主要腐蝕介質(zhì)的環(huán)境，主材選用應(yīng)符合規(guī)范要求。對(duì)含硫化氫介質(zhì)的管道器材按最新版“柯柏曲線”進(jìn)行選材。見(jiàn)本書第五章內(nèi)容。
b. 添加緩蝕劑
實(shí)踐證明合理添加緩蝕劑是防止含H2S酸性油氣對(duì)碳鋼和低合金鋼設(shè)施腐蝕的一種有效方法。緩蝕劑對(duì)應(yīng)用條件的選擇性要求很高，針對(duì)性很強(qiáng)。不同介質(zhì)或材料往往要求的緩蝕劑也不同，甚至同一種介質(zhì)，當(dāng)操作條件（如溫度、壓力、濃度、流速等）改變時(shí)，所采用的緩蝕劑可能也需要改變。用于含H2S酸性環(huán)境中的緩蝕劑，通常為含氧的有機(jī)緩蝕劑（成膜型緩蝕劑），有胺類、咪唑啉、酰胺類和季銨鹽，也包括含硫、磷的化合物?？刂迫芤簆H值。提高溶液pH值降低溶液中H＋含量可提高鋼材對(duì)硫化氫的耐蝕能力，維持pH值在9～11之間，這樣不僅可有效預(yù)防硫化氫腐蝕，又可同時(shí)提高鋼材疲勞壽命。
c. 金屬保護(hù)層
在需保護(hù)的金屬表面用電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上Au、Ag、Ni、Cr、Zn、Sn等金屬，保護(hù)內(nèi)層不被腐蝕。
d. 保護(hù)器保護(hù)
將被保護(hù)的金屬如鐵作陰極，較活潑的金屬如Zn作犧牲性陽(yáng)極。陽(yáng)極腐蝕后定期更換。
e. 陰極保護(hù)
外加電源組成一個(gè)電解池，將被保護(hù)金屬作陰極，廢金屬作陽(yáng)極。
