湿硫化氢环境腐蚀与防护

湿硫化氢环境腐蚀与防护

第一章总则

1.1 为规湿硫化氢环境腐蚀与防护工作，防止发生安全事故，依据国家有关法规、标准，制定本指导意见。

1.2石油化工装置在湿硫化氢环境（含有气相或溶解在液相水中，不论是否有氢气存在的酸性工艺环境）使用的静设备，为抵抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）、氢诱导开裂（HIC）和应力导向氢诱导开裂（SOHIC），在设计、材料、试验、制造、检验等方面的要求。生产、技术、设计、工程、检修、科研等部门应积极参与和配合设备管理部门做好相关工作。

1.3对处于湿硫化氢腐蚀环境中的设备抗 SSC、HIC/SWC 和 SOHIC 损伤的最低要求，其中包括碳钢和低合金钢，以及碳钢及低合金钢加不锈钢的复合钢板制造的设备。但不包括采用在金属表面（接触介质侧）增加涂层（如喷铝等）防止基体材料腐蚀开裂的设备。

1.4凡处于湿硫化氢环境中的设备在材料选择、设备制造与检验均应满足本标准的要求，否则可能导致设备 SSC、HIC/SWC 和 SOHIC 的破坏。

1.5不包括湿硫化氢引起的电化学失重腐蚀和其他类型的开裂。

1.7 湿硫化氢腐蚀环境的定义与分类：

1.7.1 介质在液相中存在游离水，且具备下列条件之一时称为湿硫

化氢腐蚀环境：

（1）在液相水中总硫化物含量大于 50ppmw；或

（2）液相水中 PH 小于 4 且总硫化物含量大于等于 1ppmw；或（3）液相水中 PH 大于 7.6 及氢氰酸（HCN）大于等于 20ppmw，且总

硫化物含量大于等于 1ppmw；或

（4）气相中含有硫化氢分压大于 0.0003MPa（0.05psia）。

1.7.2 根据湿硫化氢腐蚀环境引起碳钢和低合金钢材料开裂的严重

程度以及对设备安全性影响的大小，把湿硫化氢腐蚀环境分为 2 类，在第

I 类环境中主要关注 SSC，而在第Ⅱ类环境中，除关注 SSC 外，还要关注

HIC 和 SOHIC 等损伤。具体划分类别如下：

第 I 类环境

（1）操作介质温度≤ 120℃；

（2）游离水中硫化氢含量大于 50ppmw；或

（3）游离水的 PH ＜ 4，且含有少量的硫化氢；或

（4）气相中硫化氢分压大于 0.0003MPa（绝压）；或

（5）游离水中含有少量硫化氢，溶解的 HCN 小于 20ppmw，且 PH ＞7.6。

第Ⅱ类环境

（1）操作介质温度≤ 120℃；

（2）水溶液中硫化氢含量大于 50ppmw，且 PH ＜ 4；或

（3）气相中硫化氢分压大于 0.0003MPa（绝压），且水中总硫化物含量大于 2000ppmw，PH ＜ 4；或

（4）水溶液中总硫化物 [ 注 ] 含量大于 2000ppmw，HCN 含量大于

20ppmw，且 PH ＞ 7.6；或

（5）水溶液中含有硫氢化胺（NH4HS）浓度大于 2%（wt%）。

1.8 湿硫化氢环境下的腐蚀与损伤主要包括：酸性水腐蚀、湿 H2S 损伤（HB/HIC/SOHIC/SSC）、胺腐蚀、碱式酸性水腐蚀（硫氢化氨腐蚀）

等几类。

1.9 湿硫化氢环境下装置设计选材与制造应严格执行国家、行业及中国石油相应标准规，同时应参照以下标准规：

（1）GB/T4340.1 金属维氏硬度试验第一部分：试验方法法

（2）GB/T6394 金属平均晶粒度测定方法

（3）GB/T10561 钢中非金属夹杂物含量的测定 / 标准评级图显微检验法

（4）GB150 固定式压力容器

（5）TSG R0004 固定式压力容器安全技术监察规程

（6）SH/T 3074 石油化工钢制压力容器

（7）GB151 管壳式换热器

（8）SH/T3075 石油化工钢制压力容器材料选用规

（9）GB/T8165 不锈钢复合钢板和钢带

（10）GB/T699 优质碳素结构钢

（11）GB713 锅炉和压力容器用钢板

（12）NB/T47002 压力容器用爆炸焊接复合板

（13）NB/T47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件

（14）GB24511 承压设备用不锈钢钢板和钢带

（15）JB 4708 钢制压力容器焊接工艺评定

（16）JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装

（17）其它适应于湿硫化氢环境设计选材与制造相关标准规。（18）GB/T4157 金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室实验

（19）GB/T8650 管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法

（20）NACE MR0103 Materials Resistant to sulfide StressCracking in Corrosive Petroleum Refining Environments （21）NACE SP0472 Methods and Controls to Prevent In-ServiceEnvironmental of Carbon Steel Weldments in Corrosive PetroleumRefining Environments

（22）NACE TM0177 Laboratory Testing of metals for Resistanceto Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosive Cracking In H2SEnvironments

（23）NACE TM0284 Evaluation of pipeline and Pressure VesselSteels for Resistance to Hydrogen-Induced Cracking （24）NACE RP0296 Guidelines for Detection, Repair, andMitigation of Cracking of Existing Petroleum Refinery PressureVessels in Wet Hydrogen Sulfide Environments

（25）API 945（RP）Avoiding Environmental Cracking in AmineUnits （26） API-571 Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment inthe Refining Industry （中文版）

（27） NACE RP0103 炼厂腐蚀性原油环境中抗硫化物应力开裂材料；

1.10 发生部位：

（1）在炼油厂有湿 H2S 环境存在的部位都能发生 HB、HIC、SOHIC、SSC 损伤。

（2）在加氢装置中，NH4HS 浓度增大到超过 2% 会增加发生鼓泡、HIC和 SOHIC 的可能性。

（3）氰化物会明显增加 HB、HIC、SOHIC 损伤的可能性和严重程度。对于流体催化裂化和延迟焦化装置的汽相回收单元尤为明显。典型的部位包括分馏塔塔顶罐，分离塔，吸收塔和汽提塔，压缩机级间分离器和缓冲罐，各种换热器、冷却器和空冷器。酸性水汽提塔和胺再生塔顶系统尤其容易发生湿 H2S 损伤，因为此处存在氰化物，NH4HS 浓度也很高。

（4）SSC 最有可能在硬焊缝和热影响区及高强度部件中发现。高强度部件包括螺栓，安全阀弹簧，400 系列不锈钢阀芯，压缩机轴、套