应力腐蚀广泛存在于石油化工行业中,其对生产设备的破坏为最危险的破坏形式之一。据报道，目前国外因设备腐蚀造成的生产事故约占全部事故的1/3以上，其中高温腐蚀破坏事故竟高达78%，主要是因为应力腐蚀断裂和氢脆而引起的，仅应力腐蚀断裂就占腐蚀事故的35%，这引起了人们的重视和关注。下面小编就和大家说说硫化氢应力腐蚀的影响因素及预防措施。

1、应力腐蚀的定义及特点

金属材料在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。由拉伸应力和腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂称为应力腐蚀(SCC)网。应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成的开裂不同，它在极低的负荷应力下也能产生开裂；它与单纯由腐蚀引起的开裂也不同，腐蚀性极弱的介质也能引起应力腐蚀开裂。金属材料的应力腐蚀破裂还有一个特点是金属的开裂与金属本身厚度无关。常见的厚度大腐蚀也慢(均匀腐蚀)的情况在这里不适用。因此，靠增加金属厚度来延缓应力腐蚀破裂几乎是无效的。产生应力腐蚀的材料和介质并不是任意的，只有二者是某种组合时才会发生应力腐蚀。常见的应力腐蚀开裂体系有以下几种：（1）碱脆；（2）不锈钢的氯离子应力腐蚀开裂；（3）不锈钢连多硫酸应力腐蚀开裂；（4）硫化物腐蚀破裂。

2、硫化物腐蚀开裂产生的条件

金属在同时含有H2S和水的介质中发生的应力腐蚀开裂即为硫化物腐蚀开裂，简称硫裂。发生硫裂所需的时间短则几天，长则几个月到几年不等，硫裂的裂纹较粗，分支较少，多为穿晶型，也有晶间型和混合型。发生硫裂所需的H2S浓度很低，只要略超过1mg/kg，甚至在小于1mg/kg的浓度下也会发生。H2S应力腐蚀的产生，必须具备以下几个条件：

（1）存在腐蚀环境。介质中含有液相水或处于水的露点温度以下,H2S分压不小于0. 35 kPa。pH值小于6或有氰化物存在,温度为0~65 C等；

（2）结构材料中必须存在拉应力；

（3）材料同腐蚀环境的相互搭配，如湿H2S对高强度钢的应力腐蚀。

3、H2S应力腐蚀部位、形态及基本类型

湿H2S在容器中产生应力腐蚀,其腐蚀形态为均匀腐蚀，表现形式为内壁氢鼓泡及焊縫处的硫化物应力腐蚀开裂。其基本类型可分为：（1）硫化物应力腐蚀裂纹(SSC)，通常发生在焊缝与热影响区的高硬度区；（2）氢鼓泡(HB)，产生不需外加压力；（3）氢诱发裂纹(HIC),产生也不需外加压力；（4）应力导向氢诱发裂纹(SOHIC)，常发生在焊接接头的热影响区及高应力集中区；（5）阳极反应生成FeS的一般性腐蚀。

4、H2S应力腐蚀的影响因素

4.1 材料因素

锰非金属夹杂物，MnS夹杂物是引起湿硫化氢腐蚀的主要因素，另外钢的化学成分，金相组织，强度和硬度与H2S应力腐蚀破裂也有密切关系。碳钢容器在湿硫化氢环境中产生应力腐蚀破裂的敏感性受其S,P含量的不同而产生很大差异。对于某些恶劣操作工况下，甚至对于材料在冶炼时所采用的脱S,P方法都有要求，以降低杂质化合物对应力腐蚀破裂的敏感性。从金相组织看，不同的金相组织，对应力腐蚀敏感性不同,利用这点，通过热处理来改善容器对应力腐蚀的敏感性。有资料介绍,在同样强度和塑性水平下，钢抗硫化物应力腐蚀(SSCC)性能依淬火十回火组织，正火十回火组织，正火组织，淬火未回火马氏体组织的顺序递降。此外，金属晶粒度、金属材料强度都对应力腐蚀裂纹敏感性有影响。

4.2 环境因素

硫化氢浓度，对于同一硬度的钢材，硫化氢浓度越高，越容易产生硫化物应力腐蚀开裂。当硫化氢浓度降低，则发生硫裂的时间就会延长，钢材的强度也可以高一些。当硫化氢浓度低于某一定值后，甚至连高强钢也不产生硫化物应力腐蚀开裂。

4.3 应力因素

冷加工，焊接产生的残余应力及应力水平与硫化物应力腐蚀开裂密切相关。

5、预防措施

5.1、合理选材

化学成分中的各种元素，对应力腐蚀裂纹的形成影响是不一致的。有害元素Ni,Mn,Si,S,P等，在设计时要限制其含量。Ni元素是低温和高温用钢中不可缺少的重要元素之一，但是它却在抗硫化氢应力腐蚀中有害，设计时要限制其含量不能接近或达到1%，一般控制在0.5%以下使用，它的影响将不明显。Mn,Si元素含量偏高时,焊缝及热影响区的硬度无法控制，同时Si元素易偏析于晶粒边界，会助长晶间裂纹的形成，Mn元素也能降低A1相变点温度。元素S，P系非金属夹杂物，它们容易引起层状撕裂裂纹和焊道尾部裂纹，上述裂纹同应，力腐蚀裂纹相重合后能使裂纹加速扩展。建议在存在应力腐蚀的储罐的设计选材过程中应注意Sum的含量不能太高。

5.2、焊后热处理

控制焊继及热影响区的硬度，减少壳体及焊缝区的残余应力，能有效防止应力腐蚀裂纹；焊后热处理亦可改变金相组织。

降低焊缝区的硬度首先要从焊接开始，除了焊前预热外，同时应适当加大储罐上环缝的焊接线能量，因为线能量增大,能放慢焊缝区的冷却速度，不但能降低硬度,而且还能起到稳定金相组织的作用。金相组织对抗H2S应力腐蚀破裂影响很大，其抗破裂能力按以下顺序减弱：回火马氏体组织在铁素体基体加球状碳化物组织→淬火后经充分回火的金相组织→正火和回火的金相组织→正火后的金相组织→未回火的网状淬火马氏体和贝氏体。总之，凡是晶格在热力学上越处于平衡状态的组织，其抗应力腐蚀破裂性能越好。近几年来对许多在H2S应力腐蚀的储罐开罐检查，发现环焊缝附近(气相区)出现的裂纹，多数是由于输入线能量小，冷却速度快而引起硬度增加所至，同时，由于该处壳壁吸附的水蒸汽凝聚成水珠，同H2S气体进行电化学反应，大量的氢存在，又加速了该部位裂纹的扩展。

5.3、降低或改变介质的腐蚀性

（1）严格控制介质中的总硫和H2S含量，使总硫和H2S质量浓度不超过质量标准的规定，研制并制定新的脱硫、脱水工艺,最大限度的减少硫化氢含量。使硫化氢分压小于0.35kPa，提高介质的碱度以减少吸氢量和减缓腐蚀速率。

（2）加注缓蚀剂以延缓腐蚀速率。

（3）隔绝腐蚀环境.在工艺条件允许的情况下，对设备内壁进行涂层处理。

（4）采用电化学保护用于抑制腐蚀。应力腐蚀属于阳极溶解，因此可采用阴极保护方法避免应力腐蚀。

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