硫化氢和含硫气体腐蚀金属的原因

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油气田硫化氢腐蚀浅析

摘要：在油气田生产运输的过程中，H2S会对管线设备等金属材料造成严重的腐蚀，从而导致管线设备的磨损和报废，造成重大的经济损失。此外，由于管线设备受到严重腐蚀而使H2S泄漏，容易引起人员伤亡。本文从油气田硫化氢腐蚀现状出发，对硫化氢腐蚀机理及防护进行浅析。

关键词：硫化氢腐蚀机理影响因素防腐

1.硫化氢腐蚀机理研究

国外包括Keddamt等建立的H2S水中铁溶解的反应模型;Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述; Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究；Sardiseo，Wright和Greeo研究了30℃时H2S—CO2—H2O系统中中碳钢的腐蚀，说明了H2S在两种分压下金属表面形成的不同硫化物膜及腐蚀速率随H2S浓度和溶液pH的影响。Hausler 等人研究表明腐蚀中的速率控制步骤是通过硫化物膜的电荷的传递。Ramanarayanan和Smith研究了4130钢在220℃含Cl-的饱和H2S溶液中的腐蚀，发现生成以Fe1-xS为主的硫化物膜，总的腐蚀速率控制步骤是铁离子通过不断增长的Fe1-xS膜，最终硫化物膜增长与溶解速率达到稳定。Sardiseo和pitts观察到溶液在不同pH时金属表面形成了不同的硫化物膜。Petelotetal研究表明了金属浸入含H2S溶液中硫化铁膜的增长随时间变化的情况。另外Tewari和Campbell也有类似的研究。

Iofa等提出了H2S溶液中铁的腐蚀反应式依次为化学吸附反应(l.1式)和阳极放电反应(1.2式)。

硫化氢腐蚀的机理及影响因素.

硫化氢腐蚀的机理及影响因素

作者：安全管理网来源：安全管理网

1. H2S腐蚀机理

自20世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中，钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质，H2S腐蚀破裂是由氢引起的；但是，关于H2S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少，但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。

因此，在开发含H2S酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。

(1) 硫化氢电化学腐蚀过程

硫化氢(H2S)的相对分子质量为34.08，密度为1.539kg/m3。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在760mmHg，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。

在油气工业中，含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研究。其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述；Keddamt等提出的H2S04中铁溶解的反应模型；Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。研究表明，阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的，而阴极反应，特别是无氧环境中的阴极反应是源于H2S中的H+的还原反应。总的腐蚀速率随着pH的降低而增加，这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。Sardisco，Wright和Greco研究了30℃时H2S-C02-H20系统中碳钢的腐蚀，结果表明，在H2S分压低于0.1Pa时，金属表面会形成包括FeS2，FeS，Fe1-X S在内的具有保护性的硫化物膜。然而，当H2S分压介于0.1～4Pa时，会形成以Fe1-X S为主的包括FeS，FeS2在内的非保护性膜。此时，腐蚀速率随H2S浓度的增加而迅速增长，同时腐蚀速率也表现出随pH降低而上升的趋势。Sardisco和Pitts发现，在pH处于6.5～8.8时，表面只形成了非保护性的Fe1-X S；当pH处于4～6.3时，观察到有FeS2，FeS，Fe1-X S形成。而FeS保护膜形成之前，首先是形成Fe S1-X；因此，即使在低H2S浓度下，当pH在3～5时，在铁刚浸入溶液的初期，H2S也只起加速腐蚀的作用，而非抑制作用。只有在电极浸入溶液足够长的时间后，随着FeS1-X逐渐转变为FeS2和FeS，抑制腐蚀的效果才表现出来。根据Hausler等人的研究结果，尽管界面反应的重

硫化氢-H2S的腐蚀原理与防护技术的研究

硫化氢-H2S的腐蚀原理与防护技术的研究（特别是对金属材料）文

金属腐蚀基础知识

1.腐蚀的定义

金属与周围介质发生化学或电化学作用而导致的变质和破坏。

金属材料和环境介质共同作用的体系。

腐蚀速度的定义：单位时间内单位质量的物质

金属腐蚀的分类

2.1 按腐蚀机理：

(1) 化学腐蚀—金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和损坏的现象。如钢铁在高温下的氧化脱皮现象。

这是一种氧化-还原的纯化学变化过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。腐蚀过程中，电子的传递是在金属与介质间直接进行的，因而没有腐蚀微电流的产生。

按腐蚀形态：

钢材

1. 全面腐蚀：腐蚀作用发生在整个金属表面上，它可能是均匀的，也可能是不均匀的。其特征是腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。

2.局部腐蚀: 腐蚀集中在金属的局部区域，而其它部分几乎没有腐蚀

或腐蚀很轻微。局部腐蚀是设备腐蚀破坏的一种重要形式，工程中的重大突发腐蚀事故多是由于局部腐蚀造成的。

8种腐蚀形态即:电偶腐蚀、孔蚀（点蚀）、缝隙腐蚀、沿晶腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、磨损腐蚀。

三、硫化氢（H2S）的特性及来源

1.硫化氢的特性

硫化氢的分子量为34.08，密度为1.539mg/m3。而且是一种无色、有臭鸡蛋味的、易燃、易爆、有毒和腐蚀性的酸性气体。H2S在水中的溶解度很大，水溶液具有弱酸性，如在1大气压下，30℃水溶液中H2S饱和浓度大约是300mg/L，溶液的pH值约是4。

3. 石化工业中的来源

石油加工过程中的硫化氢主要来源于含硫原油中的有机硫化物如硫醇和硫醚等，这些有机硫化物在原油加工过程进行中受热会转化分解出相应的硫化氢。干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用，H2S只有溶解在水中才具有腐蚀性。

气体对金属腐蚀机理的影响研究

腐蚀是金属遭受环境侵蚀而损害的一种常见现象。气体环境中存在的各种化学物质和气体条件，对金属的腐蚀具有显著影响。本文将探讨气体对金属腐蚀机理的影响。

首先，氧气是常见的使金属腐蚀的气体之一。金属与氧气发生氧化反应，形成金属氧化物，从而使金属腐蚀。氧气是最常见和最广泛存在于自然界中的气体之一，它可以与金属表面发生氧化反应，形成致密的氧化层。这一氧化层可以阻隔氧气和金属的直接接触，从而减缓金属的腐蚀速度。然而，在湿润和酸性环境中，氧气可以与溶解的水生成氢氧根离子，这会加速金属的腐蚀过程。

其次，硫化氢也是一种常见的对金属腐蚀有影响的气体。硫化氢可以与金属表面形成硫化物，从而导致金属的腐蚀。在硫化氢存在的环境中，金属容易发生应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂是一种由于材料受到应力而在有腐蚀介质存在的情况下引起的裂纹的形成。硫化氢还可以与空气中的氧气发生反应，形成硫酸，增加金属的腐蚀速率。

此外，盐雾环境对金属腐蚀的影响也很大。盐雾环境中的水分中常含有氯离子等盐类，这些盐类能够加速金属的腐蚀。盐类在湿润的条件下与金属表面反应，形成了一种致密的氧化层，抑制了进一步的金属腐蚀。然而，当这种氧化层被破坏后，盐类将进一步侵蚀金属，导致金属腐蚀的加速。

另外，硫酸雾是一种常见的导致金属腐蚀的气体。硫酸雾可以与金属表面反应，形成一层具有强酸性的氧化层，从而加速金属的腐蚀。这种酸性氧化层还容易被机械刮擦而被破坏，从而进一步促进金属的腐蚀。

总结起来，气体条件对金属腐蚀的影响主要包括氧气、硫化氢、盐雾以及硫酸雾等。氧气与金属发生氧化反应，形成氧化层，可减缓金属腐蚀速率；硫化氢与金属形成硫化物，容易导致应力腐蚀开裂；盐雾环境中的盐类能够加速金属的腐蚀；硫酸雾形成的酸性氧化层容易破坏，进一步加速金属的腐蚀。因此，在实际应用中，需要根据环境气体的特性和金属材料的耐腐蚀性选用合适的金属材料，采取适当的腐蚀防护措施，以延长金属材料的使用寿命。继续写相关内容

硫化氢腐蚀机理及预防措施

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第二、结构材料中(壳体及其焊缝、接管等) 第二、结构材料中(壳体及其焊缝、接管等)必须存在应力第三、材料同腐蚀环境相互搭配，如湿H 第三、材料同腐蚀环境相互搭配，如湿H2S对高强度钢应力腐蚀。
• 3 H2S对储罐的应力腐蚀 • 早在20世纪50年代初，美国就开始研究H2S的应力腐蚀问题，经过几十年的探索，美国腐蚀工程师协会(NACE)提出，液化了的石油气，在有液相水的情况下，H2S的气相分压 >0.00035 MPa时，就存在H2S对设备的腐蚀和破坏的危险性；日本于1962年开始研究，经过20多年的研究和实践，在解决高强度钢的H2S应力腐蚀方面取得了一定的成功，并 HS 制订了《高强度钢使用标准》，该标准明确规定了不同程度级别的钢种允许储存H2S浓度的限定值。我国在这方面的研究也有了较大的进展，中国石化总公司为避免H2S对输送和储存设备的应力腐蚀，对液化石油气中的H2S含量规定为10 ppm以下。根据我国目前的状况，油田轻烃中多数未经精制， H2S和水的含量普遍较高。近年来在许多储罐相继开罐检查中发现的裂纹，其中有相当数量的裂纹属于H2S引起的应力腐蚀裂纹。
5.1.2 化学成分
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 Ni、Mn、Si、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。 Ni元素在金相组织中易偏析，偏析后降低了钢板的A1相变点温度，在高 Ni元素在金相组织中易偏析，偏析后降低了钢板的A1相变点温度，在高温回火时很容易超过此限，易形成未回火马氏体组织造成钢板本身性能的降低。另外，元素Ni还可以同H 降低。另外，元素Ni还可以同H2S水溶液生成一种特殊的硫化物，该硫化物组织疏松，极易使氢渗透而出现裂纹，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 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S 的设计选材过程中，应注意S、P的含量不能太高。

化工机械设备的腐蚀原因及防腐措施

摘要：化工机械的安全稳定运行是化工企业稳定生产的基础。大多数化工机

械设备都是由金属材料制成的。在运行过程中，它们很容易被生产环境中的酸、碱、盐等溶液和气体腐蚀，导致机械设备的形状或尺寸发生变化，造成设备损坏，影响其使用。严重的腐蚀会导致设备介质泄漏，可能造成严重的生产事故。因此，有必要分析化工机械设备的腐蚀原因，采取有效措施，减少腐蚀对设备的损害，

延长机械设备的使用寿命。

关键词：化工机械设备；腐蚀原因；防腐措施

1化工设备腐蚀机理

1.1金属腐蚀机理

金属的腐蚀可以理解为金属氧化形成不致密的氧化膜。在外力的作用下很容

易被破坏，使机械设备腐蚀部位的机械强度受到很大的破坏。由于设备中使用的

金属大多具有一定的还原能力，实际上具有良好的腐蚀条件。这也是为什么机械

设备在安装和后续维护时要加强防腐工程力度的重要原因。根据腐蚀过程，金属

腐蚀可分为两个具体方面，即电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学，顾名思义，就是

通过电解槽或原电池的原理来腐蚀金属。它主要与电解液接触，在化工生产中很

常见。一旦发生电极反应，腐蚀就不会停止。此外，化工生产的温度和湿度更符

合腐蚀的要点，这也使得大多数机械设备的金属材料都具备了电化学腐蚀的条件。化学腐蚀是一种直接腐蚀机制。本质上，金属结构与其他化学介质发生化学反应，生成其他物质，导致机械性能发生变化，如空气氧化。这是直接化学腐蚀。同时，含硫化合物、盐类和氧化性气体环境的存在会加速化学腐蚀的过程。需要注意的是，大多数化学腐蚀都需要相对干燥的环境条件，因此一般来说，电化学腐蚀比

h2s对金属的腐蚀

摘要：

1.硫化氢对金属的腐蚀概述

2.湿H2S 环境中金属腐蚀行为和机理

3.干燥的H2S 对金属材料的腐蚀破坏作用

4.钢材在湿H2S 环境中的腐蚀破坏

5.结论

正文：

硫化氢（H2S）是一种具有腐蚀性的气体，在工业生产和生活中较为常见。H2S 对金属的腐蚀作用主要取决于其浓度、温度、湿度以及金属本身的性质。本文将对H2S 对金属的腐蚀进行概述，并重点分析湿H2S 环境中金属腐蚀行为和机理。

1.硫化氢对金属的腐蚀概述

硫化氢对金属的腐蚀主要表现为化学腐蚀和电化学腐蚀。在湿H2S 环境中，硫化氢与金属发生化学反应，生成金属硫化物，导致金属的腐蚀。同时，湿H2S 环境中还存在电化学反应，金属与硫化氢形成原电池，引发电化学腐蚀。

2.湿H2S 环境中金属腐蚀行为和机理

在湿H2S 环境中，金属的腐蚀行为和机理主要取决于金属的种类和腐蚀条件。对于大多数金属，在湿H2S 环境中都会发生腐蚀。例如，铁在湿H2S 环境中会发生析氢腐蚀，生成FeS 并释放H2。而对于不锈钢等含有铬、镍等元素的金属，湿H2S 环境中的腐蚀机理则较为复杂，通常表现为局部腐蚀。

3.干燥的H2S 对金属材料的腐蚀破坏作用

与湿H2S 环境相比，干燥的H2S 对金属材料的腐蚀破坏作用较小。在常温常压下，干燥的H2S 对金属材料无腐蚀破坏作用。然而，在高温高压条件下，干燥的H2S 可能会对某些金属材料产生腐蚀破坏。

4.钢材在湿H2S 环境中的腐蚀破坏

钢材在湿H2S 环境中的腐蚀破坏较为严重。湿H2S 环境中，钢材会发生析氢腐蚀和局部腐蚀。析氢腐蚀导致钢材表面形成大量的FeS，从而引起钢材的腐蚀。局部腐蚀则使钢材的局部区域受到破坏，导致其性能下降。

硫化氢的腐蚀状态及危害评价分析【实用资料】

的氢，渗入金属内部，使材料变脆，但不一定引起破裂。
（3）不可逆过程的硫化物应力破裂腐蚀：是金属在含硫天然气和固定应力两者同时作用下产生的破裂腐
蚀，是一个不可逆过程。
2、腐蚀特征分析
（1）电化学失重腐蚀造成材料的破坏一般来说时间要长一些。腐蚀过程中使金属表面形成蚀坑、斑点及大面积腐蚀，导致设备厚成薄、穿孔、甚至造成破裂。
近5年左右，川渝输气干线频繁发生近10余起较典型的集输管线爆破事故。如成广线、渝开线等。
据不完全统计，至今为止，川渝输气干线累计发生各类管线破、断和穿孔等大小事故达1000次以上，所造成的经济损失和环境污染危害是巨大的。
④完井、试修等井下作业井喷失控的危害：
（概括为以下八个方面）： a、作业设备的严重损坏及报废 b、造成大面积的人员伤亡 c、严重损（伤）害油气层及浪费地下油气资源 d、造成周围较大面积环境污染与空气破坏 e、造成油气井报废及资源破坏 f、造成企业及国家巨大的经济损失 g、造成企业正常工作秩序及信誉的严重不良影响。 q、造成涉及面广的国际、国内社会形象及声誉的影响。
③、腐蚀现况简述分析；
据某些工业发达国家的不完全统计，每年由于金属腐蚀所造成的经济损失占国民经济产值的3%～ 4%，我国所占比例则更为可观。
据有关调查统计资料表明：我国东部的10多个油气田各类管道腐蚀穿孔达3万次/年，更换管道数量达600～800km/年，油田容器腐蚀平均穿孔率次（台·年），平均更新率为1.90%，因腐蚀造成的经济损失约为8～10亿元/年。

硫化氢腐蚀的机理及影响因素

作者：安全管理网来源：安全管理网

1. H2S腐蚀机理

因此，在开发含H2S酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。

(1) 硫化氢电化学腐蚀过程

浅论油气开发中硫化氢对钢材的腐蚀及对策

浅论油气田开发中硫化氢对钢材的腐蚀及对策摘要本文从材料因素和使用环境因素分析了油气田开发中硫化氢对钢材的腐蚀问题．提出了在实践中钢材从选择材料及其热处理方法、合理选择工艺及设计思路和其它方法防止预防对策进行探讨，以期对油气田生产、科研中对刚才的选择有所参考。

关键词钢材硫化氢防腐蚀对策

油气田生产中起腐蚀作用的主要是盐水、硫化氢、二氧化碳和有机酸。在各种腐蚀介质中硫化氢的腐蚀最为严重，它是造成材料快速破裂的主要原因之一。本文试从钢材硫化氯腐蚀的因素进行分析并对预防对策进行探讨，以期对油气田生产、科研中对钢材的选择有所参考。

1 钢材硫化氢腐蚀的因素分析

1.1材料因素

在油气田开发、使用过程中发生的腐蚀类型里面，以硫化氢腐蚀时材料因素的影响较大，材料因素主要有材料的显微组织、机械性能指标及合金元素等。

l.1.1 材料的机械性能指标

一般认为，强度越高的钢材对腐蚀的敏感性越大。在含硫化物的介质中，屈服点高于630Mpa的钢管由介质引起的性质改变会突然发生破裂，随着拉伸性能的增加，即使硫化氢含量减少到极小的数量，也会引起突然破坏。在很大的应力作用下，只需有低达千万分之一的硫化氢就足以使抗拉强度为1050Mpa的钢管产生脆性破坏。同样，在没有一点硫化氢存在的情况下，当二氧化碳的分压力为0．21kg／mm2时，也可以引起脆性状态而使钢材破坏，因此材料强度的提高对硫化物应力腐蚀的敏感性越高，材料的断裂大都出现在硬度大于HRC22(当于HB200)的情况下，因此通常HRC22可能作为判定钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。

钢铁材料的硫化氢腐蚀

研究表明，H2S浓度对应力腐蚀的影响明显，湿H2S引起的开裂不仅有硫化氢应力腐蚀（SSCC），氢诱导（HIC）和应力导向氢致开裂（SOHIC）及氢鼓泡（HB）等，其破坏敏感度随H2S浓度增加而增加，在饱和湿硫化氢中达最大值。

液体介质中硫化氢浓度对低碳钢而言，当溶液中H2S浓度从2PPm增加到150PPm时，腐蚀速度增加较快，但只要小于50PPm，破坏时间

较长，H2S浓度增加到1600PPm时，腐蚀速度迅速下降，当高于

1600PPm——2420PPm时腐蚀速度基本不变，这表明高浓度硫化氢腐

蚀并不比低浓度硫化氢腐蚀严重；但对于低合金高强度钢，即使很

低的硫化氢浓度，仍能引起迅速破坏。因此在湿化氢腐蚀环境中，选择设备的各受压元件材料将十分重要，尤其是当硫化氢中含有水份时，决定腐蚀程度的是硫化氢分压，而不是硫化氢的浓度，目前国

内石化行业将0.00035Mpa(绝)作为控制值，当气体介质中硫化氢分

压大于或等于这一控制值时，就应从设计、制造或使用诸方面采取措施和选择新材料以尽量避免和减少碳钢设备的硫化氢腐蚀。

从材料化学成份方面来说，钢中影响硫化氢腐蚀的主要化学元素是

锰和硫，锰元素在设备焊接过程中，产生马氏体、贝氏体高强度，低韧性的显微金相组织，表现出极高硬度，这对设备抗SSCC极为不利，硫元素则在钢中形成MnS,FeS非金属夹杂物，致使局部显微组织疏松，在湿硫氢环境下诱发HIC或SOHIC。故对用于湿硫化氢环境的压力容器用钢，其锰、硫含量及非金属夹杂级别都应非常注意，不允许超标。为提高钢的抗湿硫化氢性能，法国压力容器标准CODAP-90的附录MA3中提出以下推荐：（1）减少夹杂物，限制钢中硫含量，使

金属腐蚀类型

金属腐蚀是一种常见现象，指的是金属与周围环境中的物质发生化学反应，导致金属表面发生变化和破坏的过程。金属腐蚀可以分为多种类型，下面将逐一介绍。

1. 电化学腐蚀

电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的腐蚀过程。在电解质溶液中，金属表面会发生氧化和还原反应，导致金属的溶解和腐蚀。电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式之一，常见的例子有铁锈的形成。

2. 高温氧化腐蚀

高温氧化腐蚀是指金属在高温氧气环境中发生的腐蚀过程。在高温下，金属表面与氧气反应，形成金属氧化物。这种腐蚀常见于高温下的金属设备和材料，如锅炉、炉子等。

3. 化学腐蚀

化学腐蚀是指金属与化学物质发生反应而导致的腐蚀过程。不同的化学物质对金属的腐蚀性不同，常见的化学腐蚀包括酸腐蚀、碱腐蚀等。例如，硫酸可以腐蚀金属，产生氢气和硫酸盐。

4. 浸蚀腐蚀

浸蚀腐蚀是指金属在液体中长时间浸泡而发生的腐蚀过程。液体中的溶解物质会与金属发生化学反应，导致金属表面的腐蚀和破坏。例如，海水中的盐分会腐蚀金属，并导致腐蚀性海水的产生。

5. 气体腐蚀

气体腐蚀是指金属与气体发生化学反应而导致的腐蚀过程。某些气体，如氧气、硫化氢等，具有较强的腐蚀性，会导致金属表面的氧化和腐蚀。常见的气体腐蚀包括氧化腐蚀、硫化腐蚀等。

6. 微生物腐蚀

微生物腐蚀是指由微生物引起的金属腐蚀。微生物可以生长在金属表面并分泌酸性物质，使金属发生腐蚀。微生物腐蚀常见于水域、土壤等环境中，对金属设备和结构造成一定的腐蚀破坏。

以上是几种常见的金属腐蚀类型。金属腐蚀是一个重要的问题，会导致金属结构的损坏和设备的失效。因此，我们应该加强对金属腐蚀的研究和防护，采取合理的措施来延缓腐蚀的发生和进展。只有这样，才能保证金属材料的正常使用和寿命的延长。

湿硫化氢对金属的腐蚀讲解

第二章湿硫化氢环境下压力容器用钢损伤行为

近些年来，由于原油中硫含量以及化工设备材料强度的级别提高，使得很多设备在湿硫化氢环境下服役并发生应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking, SCC)或氢脆失效(Hydrogen Embrittlement, HE)，引起设备的破裂、泄漏甚至爆炸，造成巨大的经济损失与人员伤亡。1982年，德国北部一输送脱水的酸性气体（25％H2S－9％CO2）的高压管道[1]由于应力诱导的氢致开裂（Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking, SOHIC）导致破裂，经济损失惨重；1984年，芝加哥Lemont炼油厂[2]，一液化气球罐氢致开裂导致15人丧生，22人重伤；同年，墨西哥城一大型炼油厂[3]液化气储罐由于硫化物应力腐蚀开裂（Sulfide Stress Cracking, SSC）而导致泄漏，造成500人死亡，厂区周围7000人受伤。

现在很多国家采用的原油都来自于中东，而且含硫量较高，虽然脱硫工艺可能降低材料的应力腐蚀破坏的几率，但是要完全避免还是不可能，而且介质中可能含有的CO2、氰化物也会加速材料的腐蚀开裂[4-6]。另一方面，我国原有石油化工装置按照低硫含量的原油进行设计，在使用高含硫的原油作为生产原料之后，势必带来H2S浓度超标所引起的开裂问题。

普遍认为，湿硫化氢环境下，金属的失效行为都与金属表面化学反应析氢有关[7-11]。就湿硫化氢环境下，由氢导致的设备应力腐蚀开裂一般都称为氢损伤，其形式基本可以分为两类：1、应变相关式，即裂纹的出现需要材料在宏观上的塑性变形。这种形式因为需要宏观上的屈服，所以一般发生在较高的应力情况下，同时会导致材料韧性的下降。其中典型的失效形式为硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)；2、应变无关式。即裂纹由于材料内部局部区域的塑性变形而导致，可能在没有拉应力的作用下形成。其中典型的失效形式有氢鼓泡、氢致开裂(Hydrogen-Induced Cracking, HIC)、应力导向的氢致开裂等。

h2s对金属的腐蚀

摘要：

1.H2S的性质和危害

2.金属腐蚀的原理

3.H2S对金属的腐蚀作用

4.防治H2S腐蚀的措施

正文：

在我们生活和工作的环境中，有许多化学物质会对金属产生腐蚀作用，其中H2S（硫化氢）就是一种常见的腐蚀性气体。本文将介绍H2S的性质和危害、金属腐蚀的原理，以及H2S对金属的腐蚀作用和防治措施。

一、H2S的性质和危害

H2S是一种无色、有毒、刺激性气味的气体，具有较强的还原性。在工业生产、矿井、废水处理等领域，H2S可能会伴随着其他有毒有害气体一起存在。长期暴露在H2S环境中，对人体和动植物生命财产造成严重危害，甚至导致死亡。

二、金属腐蚀的原理

金属腐蚀是指金属在氧气、水、电解质等作用下，发生氧化还原反应，导致金属表面逐渐失去光泽、厚度减薄，甚至断裂的过程。腐蚀会导致金属设备的损坏、能耗增加、生产中断，甚至可能引发火灾、爆炸等事故。

三、H2S对金属的腐蚀作用

H2S对金属的腐蚀作用主要表现在以下几个方面：

1.H2S直接腐蚀金属：H2S在接触到金属表面时，会分解为硫和氢，硫与金属发生反应，形成金属硫化物，导致金属表面腐蚀。

2.H2S促进电化学腐蚀：H2S溶于水后，形成弱酸，降低金属表面的pH 值，促使金属发生电化学腐蚀。

3.H2S与金属表面污物形成腐蚀性溶液：金属表面存在污物时，H2S与其形成腐蚀性溶液，加剧金属腐蚀。

四、防治H2S腐蚀的措施

1.检测和净化：在H2S环境中，应安装气体检测设备，及时监测H2S浓度，确保安全。同时，采用活性炭、分子筛等材料进行气体净化，降低腐蚀风险。

硫化氢腐蚀的机理及影响因素

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硫化氢腐蚀的机理及影响因素

作者:安全管理网来源：安全管理网

１.H2S腐蚀机理

自2０世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中,钢在H2S 介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H２S本身还是一种很强的渗氢介质，Ｈ2S腐蚀破裂是由氢引起的；但是，关于Ｈ2S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少,但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。

因此,在开发含Ｈ２Ｓ酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解Ｈ２S腐蚀的基本机理是非常必要的。

(1) 硫化氢电化学腐蚀过程

硫化氢(H2Ｓ)的相对分子质量为３４．０8，密度为1.5３9ｋg/m3。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在760mmHg,30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约3５8０mg/Ｌ。

在油气工业中，含Ｈ2Ｓ溶液中钢材的各种腐蚀（包括硫化氢腐

蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视,并展开了众多的研究。其中包括Armsｔｒong和Ｈeｎderｓon对电极反应分两步进行的理论描述;Keddamt等提出的H2Ｓ0４中铁溶解的反应模型；Ｂai和

Ｃonway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。研究表明，阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的,而阴极反应,特别是无氧环境中的阴极反应是源于Ｈ2S中的H+的还原反应。总的腐蚀速率随着pH的降低而增加,这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。Sａrdｉsco，Wrｉgｈt和Ｇｒeco研究了３0℃时H2S-C02－H

硫化氢的来源、金属腐蚀、应急预案

二氧化硫（SO2）是主要的大气污染物之一 •无色气体。 •强烈辛辣刺激性气体 •比空气重，相对比重2.264 •非常大的毒性,比硫化氢弱 •易溶于水,1:40H2SO3 •不助燃
• 有硫燃烧的剌激性气味，具有窒息作用，在鼻和喉粘膜上形成亚硫酸。
• 二氧化硫的阈限值5.4mg/m3 (2ppm).
• 西夏区发生硫化氢中毒事件
• 时间：2004.09.16
•
昨日，12名银川市西夏区兴泾镇农民
工在西夏区某炼油厂内施工时，受到硫化
氢气体的侵害，他们正在某炼油厂厂内施
工时，突然带有臭鸡蛋味的气体弥漫整个
施工现场，他们并没在意，继续干活。 2小
时后，有的民工出现不同程度地出现头晕、
恶心、胸闷等症状。
硫化氢气体分子稳定性很高，在近 1700℃时才能分解。完全干燥的硫化氢在室温下不与空气中的氧气发生反应，但点火时能在空气中燃烧，燃烧时产生蓝色火焰，并产生有毒的二氧化硫气体。
6、沸点
液态的硫化氢沸点很低，因此，我们通常讲的是气态的硫化氢，其沸点为61.8 度，熔点为-82.8度。
7、可溶性
比较典型的有：
——四川石油管理局含硫化氢气田约占已开发气田的78 .6%,其中卧龙河气田硫化氢含量10%；中坝气田硫化氢含量6.75— 13.3%；川东罗家寨气田硫化氢含量6.7— 16.6%。
——华北油田晋县赵兰庄硫化氢气田, 硫化氢含量高达63%。事故链接