【正文】 腐蝕破壞事故中，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂甚至高達(dá) 60％， 居各類腐蝕破壞事故之冠 。 硫化物應(yīng)力腐蝕和氫致開(kāi)裂均屬于 延遲破壞 ，開(kāi)裂可能在鋼材接觸 H2S后很短時(shí)間內(nèi) (幾小時(shí)、幾天 )發(fā)生，也可能在數(shù)周、數(shù)月或幾年后發(fā)生，但無(wú)論破壞發(fā)生遲早， 往往事先無(wú)明顯預(yù)兆 。 硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂 (SSCC)的本質(zhì) ： SSCC的 本質(zhì)屬氫脆 。它的發(fā)生無(wú)需外加應(yīng)力，與材料中的夾雜物等缺陷密切相關(guān)。 1. 濕硫化氫環(huán)境的定義 (1)國(guó)際上濕硫化氫環(huán)境的定義 美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)（ NACE） 的 MR017597―油田設(shè)備抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂金屬材料”標(biāo)準(zhǔn) : ⑴ 酸性氣體系統(tǒng)：氣體總壓 ≥， 并且 H2S分壓 ≥ ； ⑵ 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 ≥ H2S分壓≥； 當(dāng)氣相壓力 ≤ H2S分壓 ≥； 或氣相 H2S含量超過(guò) 15%。有三種表現(xiàn)形式： 摩振腐蝕、湍流腐蝕和空泡腐蝕 油管接箍發(fā)生汽蝕的蜂窩狀形貌 三、硫化氫（ H2S） 的特性及來(lái)源 硫化氫的分子量為 ，密度為 。 孔蝕是一種隱蔽性極強(qiáng)、破壞性極大的腐蝕形式 ，由于難于預(yù)估及檢測(cè)，往往造成金屬腐蝕穿孔，引起容器、管道等設(shè)施的破壞，而且誘發(fā)其它的局部腐蝕形式，導(dǎo)致突發(fā)的災(zāi)難性事故。 2H+ + 2e ?? 2H 陰極去極化劑： O2等 腐蝕原電池模型 腐蝕電池 A. 宏觀腐蝕電池 （ 1）異金屬接觸電池 （ 2）濃差電池 –(鹽濃差電池和氧濃差電池 ) （ 3）溫差電池 B. 微觀腐蝕電池 （ 1）金屬化學(xué)成分的不均勻性 （ 2）組織結(jié)構(gòu)的不均勻性 （ 3）金屬表面膜的不完整性 （ 4）金屬表面物理狀態(tài)的不均勻性 按腐蝕形態(tài) ： 鋼 材 1. 全面腐蝕 ： 腐蝕作用發(fā)生在整個(gè)金屬表面上，它可能是均勻的，也可能是不均勻的。 2. 金屬腐蝕的分類 按腐蝕機(jī)理： (1) 化學(xué)腐蝕 — 金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的變質(zhì)和損壞的現(xiàn)象 。 (1) 陰、陽(yáng)極 陰極 ：發(fā)生 還原 反應(yīng)的電極 陽(yáng)極 ：發(fā)生 氧化 反應(yīng)的電極 11 第一類導(dǎo)體 (電子導(dǎo)體 )：如金屬、石墨及某些金屬的化合物等 ,它是靠 自由電子的定向運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電 ，在導(dǎo)電過(guò)程中自身不發(fā)化學(xué)變化。 金屬晶體 二、金屬腐蝕基礎(chǔ)知識(shí) 金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而導(dǎo)致的變質(zhì)和破壞。為形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)采取盡可能緊密的堆積方式，所以金屬一般密度較大，配位數(shù)較大。 10 (2) 正、負(fù)極 負(fù) 極：電勢(shì) 低 的電極。 。 (2)電化學(xué)腐蝕 — 指金屬與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的變質(zhì)和損壞的現(xiàn)象。 全面腐蝕應(yīng)力腐蝕點(diǎn)腐蝕晶間腐蝕縫隙腐蝕選擇性腐蝕磨蝕等其他八大局部腐蝕形態(tài) ? 電偶腐蝕 ? 點(diǎn)腐蝕 ? 縫隙腐蝕 ? 晶間腐蝕 ? 選擇性腐蝕 ? 磨損腐蝕 ? 應(yīng)力腐蝕 ? 腐蝕疲勞 常見(jiàn)的局部腐蝕形態(tài) 1. 電偶腐蝕： 異種金屬彼此接觸或通過(guò)其它導(dǎo)體連通，處于同一介質(zhì)中，會(huì)造成接觸部分的局部腐蝕。 6. 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（ SCC, 簡(jiǎn)稱應(yīng)力腐蝕 ） ： 它是在拉應(yīng)力和特定的腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的金屬材料的破斷現(xiàn)象。 。 1. 氫壓理論 ： 與 形成氫致鼓泡原因 一樣 ， 在夾雜物 、 晶界等處形成的氫氣團(tuán)可產(chǎn)生一個(gè)很大的內(nèi)應(yīng)力 ， 在強(qiáng)度較高的材料內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋 ， 并由于氫原子在應(yīng)力梯度的驅(qū)使下 ， 向微裂紋尖端的三向拉應(yīng)力區(qū)集中 ， 使晶體點(diǎn)陣中的位錯(cuò)被氫原子 “ 釘扎 ” 、 鋼的塑性降低 ， 當(dāng)內(nèi)壓所致的拉應(yīng)力和裂紋尖端的氫濃度達(dá)到某一臨界值時(shí) ， 微裂紋擴(kuò)展 ， 擴(kuò)展后的裂紋尖端某處氫再次聚集 、 裂紋再擴(kuò)展 ， 這樣最終導(dǎo)致破斷 。 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 。對(duì) SSC敏感的材料在含 H2S酸性油氣中，經(jīng)短暫暴露后，就會(huì)出現(xiàn)破裂，以數(shù)小時(shí)到三個(gè)月情況為多。應(yīng)力集中常為裂紋狀缺陷或應(yīng)力腐蝕裂紋所引起，據(jù)報(bào)道，在多個(gè)開(kāi)裂案例中都曾觀測(cè)到 SSCC和 SOHIC并存的情況。 55 A. 伏安法 56 B. 阻抗法 57 4. XRD、 XPS等晶型 、 成分分析 XRD—X衍射及晶型分析 XPS —電子能譜儀 成分分析 七、硫化氫腐蝕的影響因素 在油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中鉆柱可能發(fā)生的腐蝕類型中 ， 以硫化氫腐蝕時(shí)材料因素的影響作用最為顯著 ， 材料因素中影響鋼材抗硫化氫應(yīng)力腐蝕性能的主要有材料的 顯微組織 、強(qiáng)度 、 硬度以及合金元素 等等 。 有害元素： Ni、 Mn、 S、 P。 不論鉻含量如何 ， 被試驗(yàn)鋼的穩(wěn)定性未發(fā)現(xiàn)有差異 。 對(duì)于碳鋼一般限制錳含量小于%。 ⑷ 冷加工 經(jīng) 冷軋制 、 冷鍛 、 冷彎或其他制造工藝以及機(jī)械咬傷等產(chǎn)生的冷變形 ， 不僅使冷變形區(qū)的硬度增大 ， 而且還產(chǎn)生一個(gè)很大的殘余應(yīng)力 ， 有時(shí)可高達(dá)鋼材的屈服強(qiáng)度 ， 從而導(dǎo)致對(duì) SSCC敏感 。 ⑵ pH值對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕的影響： 隨 pH的增加，鋼材發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕的敏感性下降 pH≤6時(shí)，硫化物應(yīng)力腐蝕很嚴(yán)重； 6＜ pH≤9時(shí)，硫化物應(yīng)力腐蝕敏感性開(kāi)始顯著下降，但達(dá)到斷裂所需的時(shí)間仍然很短； pH＞ 9時(shí)，就很少發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕破壞。 因此，要控制流速的上限 ，以把沖刷腐蝕降到最小。 八、硫化氫腐蝕的預(yù)防措施 1. 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(kāi)裂和氫損傷有一定抗力或?qū)@種開(kāi)裂不敏感的材料 。 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