浅谈湿硫化氢对压力容器的腐蚀和检测
湿硫化氢环境中压力容器应力腐蚀对策
文 章 编 号 ：１ ０ — ４ ６ ２ ０ ） ６０ ８ — ３ ０ ０ ７ ６ （ ０ ８ ０ — ０ ９０
石
油
化
工
设
备
ＰＥＴＲ０一 ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＥＱＵＩ ＰＭ ＥＮＴ
Ｖｏ． ＮＯ ６ １ ３７ ． ＮＯＶ ２０ ８ ． ０
Ｍ Ａ ａ － ａ ｇ Ｚｈ ｏ ｙ ｎ
（ Ｂｏｉｅ ｓａ ｅ ｓ ｅ Ｖｅ ｓ ｌ ｓ ｉ ｇ ａ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｆ ｌｒ ｎｄ Ｐｒ ｓ ｕｒ ｓ ｅ ｓＴｅ ｔｎ ｎｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｃｅ ｔ ｒｏ Ｇａ ｕ Ｐｒ ｉ ｃ ｎｓ ｏｖ ｎ ｅ， Ｌａ ｚ ｎ ｈｏｕ ３ ０ ０， Ｃｈｉ ） ７ ０ ０ ｎａ
一— “— －“ － —卜 一— －＊＋ 一 十 一 ’ 卜 － —卜 － ＋ ＋ — — 一一＋ “＋ 一— －” “＋ “＋ ”＋ “ ￣－－ ． － ＋ ＋ ＋ ４
体介 质 ， Ｈ。 因 Ｓ的存 在 而导 致压 力 容器 破 坏 的事 故
较多 ， １ ９ ￣ １ ９ 据 ９ ７ ９ ８年所 收集 的部 分失 效设 备情 况
多为横 向开 裂 ， 焊接 熔 合 线 平 行 。此 区域 硬度 值 与
较高 ， 这与焊 接 时材 料 受 到 急冷 急 热 处 理 而 引起 的 组 织变 化和 产生 的高残 余应 力 密切相 关 。② 高强 钢
・ ——
卜 ” 一＋ “—卜 “＋ ＊＋ 一 斗＿ － ＋ — “— 一一十 ”＋ ｎ— ”—＿一＋ 一—卜 一 一 一— “＋ 一 ・ 一—卜 一— －“—卜 “— 一— 一＋ 一—卜 一— －”— “— ”—卜 ” “＋ 卜 ． －＿ 卜 —卜 ＋ — － 卜 卜 － ＋ 卜 － 卜 — —卜
炼油装置湿硫化氢应力腐蚀分析详解
炼油装置湿硫化氢应力腐蚀分析中国石化茂名分公司吕运容摘要：本文结合部分案例，对炼没装置湿硫化氢应力腐蚀环境进行了分析，指出了炼油装置湿硫化氢应力腐蚀环境的部位，提出了防范措施。
关键词：硫化氢；应力腐蚀近年来，沿海和沿江炼油厂加工进口中东高含硫原油的比例不断增加，设备腐蚀日益加重，设备腐蚀问题已经成为影响装置安全、长周期运行的关键因素之一，炼没装置湿硫化氢应力腐蚀问题时有发生，应引起广大技术人员和防腐工作者的关注。
本文结合部分案例，对炼没装置湿硫化氢应力腐蚀环境进行了分析，提出了防范措施。
一、腐蚀案例1、加氢装置（1）茂名石化一加氢装置汽提塔顶回流罐（容104）器壁97年查出60多个鼓泡。
容器材质为A3F沸腾钢，钢的纯净度不够，钢内夹杂物多，GB150-1998已不允许用沸腾钢制造成压力容器，更不能用于有应力腐蚀开裂敏感性的介质。
（2）茂名石化三加氢装置循环氢压缩机C1101、四加氢装置循环氢压缩机C301气体引压阀阀盖螺纹连接处断裂（见图1），阀杆与阀盖飞出，大量氢气喷出，车间发现并处理及时，未发生恶性事故。
断口为典型脆性断口，判定为湿硫化氢应力腐蚀断裂。
该阀为上海某阀门厂制造，阀体材质为18-8奥氏体不锈钢（含Cr18.2、Ni8.62），硬度HRC56，断裂六角螺母材质为Cr13(含Cr14.8)，硬度HRC70，金相组织为马氏体，对SSCC最敏感，这样高硬度（远高于HB235）与敏感的马氏体组织的螺栓在H2S+H2O的作用下，在应力集中的螺纹尾部产生应力腐蚀断裂。
（3）茂名石化三加氢装置干气冷却器（E1110）小浮头螺栓断裂，材质为1Cr13 、35CrMoA使用约一周时间，均断裂，后改用Q235，使用良好。
1Cr13金相组织为马氏体，对SSCC最敏感，且硬度高，在H2S+H2O的作用下，易产生应力腐蚀断裂。
2、催化装置（1）茂名石化二催化装置冷305/1、2小浮头螺栓断裂，材质为2Cr13，后改用Q235，使用良好。
关于湿硫化氢对在用设备的损伤分析与预防措施
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｆ ｒｔ ｅ ｄ ｍａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｌ ａ ｓ ｄ ｂ ｔｈ ｄ ｏ ｅ ｕ ｆｄ ｓ ｒ ｃ ｏ ｈ ａ ｇ ｓｏ ｈ ｒ ｓ ｕ ｅ ｖ ｓ ｅｓ ｃ ｕ ｅ ｙ ｗｅ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓ ｌ ｅ，ａ ｎ ｌ ｓｓｉ ｉ ｎ ａ ａｙ ｉ ｓ
１ 前 言
随着 石化 行业 加 工技 术 的 发展 ， 别是 对 高硫 特 原油加工 的 日益 增 多 ， 硫化 氢 对 压 力容 器 的腐蚀 愈 加 严重 。众所周 知 ， 石油 炼制过 程 中 ， 在 原油 中的硫 化 物 以各 种形态 存 在 ， 这些 硫 化 物 中参 与 腐蚀 反 应 的主要是 Ｈ ｓ和易 分解成 Ｈ Ｓ的硫化 物 ， 般称 其 一 为腐 蚀源 或活性硫 。其 中硫化 氢是 造成炼 油厂设 备
腐蚀性很 强 的 ＨＣ ， Ｌ 原油 中 的硫 化物 则分解 成 Ｈ ｓ ，，
化工 部 Ｈ Ｊ５— ９ 钢制 化 工 容器 材 料选 用 规 Ｇ１ ８《
定》 中对湿 硫 化 氢 环 境 也 基 本 沿 用 了上 述规 定 ， 同
时对 温 度 和 Ｐ Ｈ值 也 给 予 了规 定 ， 同时满 足 以下 即
２１ ０ ６月第 １ １年 ９卷第 ２期
防 腐保 温技 术
关 于 湿 硫 化 氢 对 在 用 设 备 的 损 伤 分 析 与 预 防 措 施
汤 化 公 司安 全 生 产 监 督 办 ， 宁 大 连 市 １６ ３ ； １ 辽 ０ ２ １ ２ ．大连 锅 炉 压 力 容 器 检 验 研 究 院 ， 宁大 连 市 １６ ３ ） 辽 ０ ２ １
ｐ ｉ ｔ ｎ ｔ ｅ ｉ ｓ ｅ ｔｏ ｎ ｈ ｒｖ ｎ ｉｅ ｍｅ ｓ ｒｓ ａ ｅ ｐｒｐ ｓ ｄ． ｏｎ ｓｉ ｈ ｎ ｐ ｃ ｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ａ ｕ ｅ ｒ ｏ ｏ ｅ ｖ
炼油装置湿硫化氢应力腐蚀分析详解
炼油装置湿硫化氢应力腐蚀分析中国石化茂名分公司吕运容摘要：本文结合部分案例，对炼没装置湿硫化氢应力腐蚀环境进行了分析，指出了炼油装置湿硫化氢应力腐蚀环境的部位，提出了防范措施。
关键词：硫化氢；应力腐蚀近年来，沿海和沿江炼油厂加工进口中东高含硫原油的比例不断增加，设备腐蚀日益加重，设备腐蚀问题已经成为影响装置安全、长周期运行的关键因素之一，炼没装置湿硫化氢应力腐蚀问题时有发生，应引起广大技术人员和防腐工作者的关注。
本文结合部分案例，对炼没装置湿硫化氢应力腐蚀环境进行了分析，提出了防范措施。
一、腐蚀案例1、加氢装置（1）茂名石化一加氢装置汽提塔顶回流罐（容104）器壁97年查出60多个鼓泡。
容器材质为A3F沸腾钢，钢的纯净度不够，钢内夹杂物多，GB150-1998已不允许用沸腾钢制造成压力容器，更不能用于有应力腐蚀开裂敏感性的介质。
（2）茂名石化三加氢装置循环氢压缩机C1101、四加氢装置循环氢压缩机C301气体引压阀阀盖螺纹连接处断裂（见图1），阀杆与阀盖飞出，大量氢气喷出，车间发现并处理及时，未发生恶性事故。
断口为典型脆性断口，判定为湿硫化氢应力腐蚀断裂。
该阀为上海某阀门厂制造，阀体材质为18-8奥氏体不锈钢（含Cr18.2、Ni8.62），硬度HRC56，断裂六角螺母材质为Cr13(含Cr14.8)，硬度HRC70，金相组织为马氏体，对SSCC最敏感，这样高硬度（远高于HB235）与敏感的马氏体组织的螺栓在H2S+H2O的作用下，在应力集中的螺纹尾部产生应力腐蚀断裂。
（3）茂名石化三加氢装置干气冷却器（E1110）小浮头螺栓断裂，材质为1Cr13 、35CrMoA使用约一周时间，均断裂，后改用Q235，使用良好。
1Cr13金相组织为马氏体，对SSCC最敏感，且硬度高，在H2S+H2O的作用下，易产生应力腐蚀断裂。
2、催化装置（1）茂名石化二催化装置冷305/1、2小浮头螺栓断裂，材质为2Cr13，后改用Q235，使用良好。
压力容器的硫化氢应力腐蚀分析
李 宏 艳
科
压 力容器 的硫 化 氢 应 责任 公 司勘 察 设 计 院 ， 林 松 原 １８ ０ ） 吉 吉 ３０ １
摘 要： 针对压力容器的湿硫化 氢应 力腐蚀 问题 ， 湿硫化 氢应 力腐蚀 开裂的机理 、 对 形态和各种 因素对腐蚀的影响进行分析 ， 并对不 同使用情 况和 目前 存 在 的 主 要 问 题提 出预 防措 施 。
关 键 词 ： 力 容 器 ； 力 腐蚀 ； 防 与延 寿 压 应 预
近年来 ， 由于 原 油 的 品质 劣 化 与 装 置 大 型 ２ 湿 硫 化 氢 应 力 腐 蚀 开 裂 的 主 要 化 带 来 高 强度 钢 的应 用 ，使 得 湿 硫 化 氢 引 起 的 影 响 因 素 应 力 腐 蚀 开 裂 口渐 增 多 ，从 ２ Ｏ世 纪 中 叶 至 ２ １ 几十年来 ， 由于 湿 硫 化 氢 引 起 的 开 世 纪初 ， 个 问题 一 直 备 受 关 注 。 文 针 对 国 内 裂 事 故 明显 增 加 ， 内外 对 湿 硫 化 氢 环 这 本 国 外的研究 现状 ， 对湿硫化氢应力腐蚀机理 、 形态 境 中 失 效 与 断 裂 的 研 究 较 多 ， 腐 蚀 环 在 和主要影 响因素进行 了详细分析 ，并针对不 同 境 （ 湿 度 、 度 、 度 、Ｈ 值 及 缓 蚀 剂 如 温 浓 Ｐ
等 ）材料（ 、 如合 金元素 、 冶炼方法 、 机械 性 能 等 ）制 造 （ 焊 接 、 处 理 、 损 检 、 如 热 无 般 认 为 发 生 应 力 腐 蚀 需 要 具 备 三 个 基 测 手 段 等 ） ，及 使 用 管 理 等 因 素 的 研 究 本条 件 ， 即拉 伸 应 力 、 定 的 介 质 环境 与 敏感 性 方 面取 得 了 一 定 进 展 ， 握 了 一 定 的 规 特 掌 材料 。 只要介质浓度 、Ｈ值 、 Ｐ 温度等环境条件匹 律 。 配 ， 有 焊 接 接 头 的 低 合 金 高 强 度 钢 压力 容 器 ， 含 ２１ 境 因素 的影 响 ：美 国腐 蚀 工 ．环 在这 些 介 质 中 产 生 应 力 腐 蚀 开 裂 是必 然 的 。 湿 程 师 协 会 Ｎ Ｃ 国 内化 工 部 的 Ｈ ５ Ａ Ｅ， Ｇ１ — 硫 化 氢 环 境 中 的 应 力 腐 蚀 开 裂 ，是 指 水 相 与硫 ８ ９ 对 湿 硫 化 氢 都 分 别 做 出 了规 定 ， 共 化氢共存时 ，在介质与外力协 同作用下所发 生 有 四 点 ：．气 体 硫 化 物 分 压 不 小 于 ａ 的开裂 。 其应力腐蚀机理按电化学的观点 ， 基本 ０ ０ ３Ｍ ａ ． ０５ Ｐ，或 水 中 溶 解 度 不 小 于 董 ０ 上可以分为两种类型 ： 一类是 阳极溶解型机理 ， １ｐ ｍ：． ０ ｐ ｂ温度 ０ ～６ ℃ ；． 质含液 相 ℃ ５ ｃ 介 另一类是氢导致开裂型机 理。在应力腐蚀体 系 水或处 于水 的露点 以下 ；． ’ ｄＰ Ｈ值 ＜６或 中， 阳极溶解和阴极 反应通过 电子 的偶合 ， 是一 有氢化物存 在 。目前 上游酸性 天然气 、 对相互依存 的共 轭过程 。如果在裂纹尖端是 阳 油 田设 备 与下游 石 化企业 中球罐 盛装 极， 发生阳极 溶解 ， 那么在金属表面及裂纹 的两 介质多为各 种液态烃 ， 上述 的湿硫化氢 侧就是阴极 区 ，阴极反应 的结果使介质 中的离 环境难 以避免。由于介质环境 中的硫化 子氢获得电子， 变成原子氢 ， 部分氢原子 向金属 氢 的 浓 度 、 度 、 液 Ｐ 温 溶 Ｈ值 及 添 加 剂 的 内部 的 裂纹 尖 端 扩 散 。如 阳极 溶 解 是 断 裂 的 控 影 响 ， 一 材 料 所 处 环 境 不 同 ， 应 力 同 其 制 过 程 ，即 阳极 金 属 的 不 断 溶 解 导 致 了 应 力 腐 腐 蚀敏 感 性 也 不 同 。 蚀 裂 纹 的形 核 和 扩 展 ， 属 阳极 溶 解 机 理 。 阴 则 如 众 所 周 知 ，在 其 它 参 数 相 同 时 ， 硫 极 析 出 的 氢进 入 金 属 后 ， 断 裂 起 决 定 性 作 用 ， 化 氢浓 度 越 高 ， 生 应 力 腐 蚀 的敏 感 性 越 大 ， 对 产 则 反 应 以 阴极 反 应 为 主 ， 纹 尖 端 处 于 阴 极 区 ， 裂 称 断 裂时 间越 短 。 各 种材 料 来 说 ， 定 一 个 易 于 对 确 为 氢 致开 裂 型机 理 。 发 生应力腐蚀 的硫化氢浓度值 的经验数据有可 金属在湿硫 化氢环境中产生的开裂 ， 机 能 ， 其 但确定一个不会发生应力腐蚀开裂 的“ 限 极 理是 阳极 溶 解 型 还 是 阴 极 氢 脆 型 ，或 者 是 两 者 硫化氢浓度 ” 值是 困难的 。 限浓度 的含义是指 极 兼 而有之 ， 看法不 一 ， 以统称 为“ 所 硫化物应 力 “ 环境 中所含 的硫化氢浓度低于该值时 ， 在钢 中 腐蚀 开裂 ” 美国腐蚀工程师协会 ＮＡ Ｅ的 Ｔ 。 Ｃ 一 聚集 的原子氢含量达不到引起硫化物应力腐蚀 ８ ６工作组 调查认 为 ，与湿硫化氢相关 的开 开 裂 （Ｓ Ｇ） 程度 ” —１ ＳＧ 的 。 裂机 制 与 形 态 有 五 种 类 型 ， 氢鼓 包 （Ｂ 、 致 即 Ｈ ）氢 环 境 温 度 的 影 响 ： 图 １所 示 ， 室 温 附 如 在
湿硫化氢腐蚀
容器内表面HB图
三加氢：1、循环氢压缩机C1101气体引压阀阀杆与 阀体螺纹连接处断裂，上阀杆飞出，大量氢气喷出， 车间发现并处理用时，幸未发生恶性事故。（阀门
结构用材质与四加氢相同，损坏原因一样，断口为
典型脆性断口，判定为湿硫化氢应力腐蚀断裂。
（SSCC、HIC） ）
四加氢
循环氢压缩机 C301 气体引压阀阀盖螺纹连接
组织为马氏体，对SSCC最敏感，这样高硬度
（远高于HB235）与敏感的马氏体组织的阀
盖在瓦斯HS+H2O的作用下，在应力集中的螺
纹尾部产生应力腐蚀断裂。
1、1Cr13、2 Cr13、3 Cr13金相组织为马氏体
组织，硬度高，对SCC最敏感，易产生应力腐
蚀断裂。不宜用于湿硫化氢应力腐蚀环境。
2、湿硫化氢应力腐蚀环境下使用时，选购阀
处断裂，阀杆与阀盖飞出，大量氢气喷出，车 间发现并处理用时，幸未发生恶性事故。（已 发生 2 次）断口为典型脆性断口，判定为 湿硫
化氢应力腐蚀断裂。（S质为 18-8奥氏体不锈钢（含Cr18.2、Ni8.62）， 硬度HRC56，断裂处材质为Cr13(含Cr14.8)， 硬度HRC70，且1Cr13、2 Cr13、3 Cr13金相
三加氢
干气冷却器（E1110）小浮头螺栓断裂，材
质为1Cr13 、35CrMoA使用约一周时间，均
断裂，后改用Q235，使用良好。 1Cr13、2
Cr13、3 Cr13金相组织为马氏体，对SSCC
最敏感，且硬度高，在HS+H2O的作用下，
易产生应力腐蚀断裂。 35CrMoA为中碳调
质低合金钢，硬度约HB280，在HS+H2O的 作用下，易产生应力腐蚀断裂。
湿硫化氢环境中设备应力腐蚀分析及控制
物 力 蚀 裂 利 元 有ｉ ｎＰｓ 。 当 料 受 超 屈 极 值 ， 会 腐 应 腐 开 不 的 素 Ｎ Ｍ、和 等 因 材 所 譬 值 过 服 限 时 才 对 蚀 、
ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ， ｄ ｉ ｉ ｗ ｆｔ ｅ ｅ ｆ ｃ ｏ ｓ ｐ ｔ ｏ ｗａ ｄ ａ ｎ ｍ ｂ ｒｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｒ ｃ ｓ ａ ｕ ｅ ｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ａ ｖ ｅ ｏ ｓ ａ ｔ ｒ ｕ ｒ ｒ ｕ ｅ ｆｔ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓ ｍｅ ｓ ｒ ｓｔ ｎ ｎ ｈ ｆ ｅ
全面 腐 蚀 控 制
第２ 卷第９ ０ 月 ６ 期２ １ 年９ ２
豳 豹
３ １材 料控 制 ＿ 要严格控制工作环境中的Ｈ Ｓ 含量 ，按 照有关标
（ ）选择 合适强度和硬度的材料 。随着材料强 准的规定 ，使硫化氢分压小 于３０ ａ １ ５ Ｐ ，另外也可以加
度 的提 高 ，应力 腐蚀破 裂的敏感 性也提 高 ，破 裂临 入一定的缓蚀剂来延缓其腐蚀速率。
会 造成 其化学成 分 、显 微组织 、强度 、硬度 、韧性 在水 中的Ｈ ｓ ｚ溶解度大于等于１ ０ ； ０×１～ 等不 同 ，因此 ，影响硫 化氢应 力腐蚀 的程 度也会 不 同。硫化氢应 力腐蚀开裂的影响因素主要有 ：
， （ ）冶金 因素 ：金相组织 、化学成分 、强度、 １ 硬度 、夹杂和缺 陷 ；
ａ ｄ ｄ ｓ ｕ ｓｏ ｆｔｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ｒ ｆｓ ｌ ｄ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓｒ ｓ ｏｒ ｓｏ ｎ ｗｅ ｕ ｆｄ ｙ ｒ ｇ ｎ ｎ ｉｃ ｓｉ ｎ ｏ ｈ ｎ ｌ ｎ ｉｇ ｆｃｏ ｓｏ ｕ ｆ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｔｅ ｓｃ ｒｏ ｉ ｎ ｉ ｔｓ ｌ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｕ ｉ ｉ
浅谈基于湿硫化氢应力腐蚀的压力容器设计和制造
中国设备工程 2023.07 （下）
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6 级，材料非金属杂物不能超过 1.5 级，其门槛值要等 于实际屈服强度的 80%。另外，针对螺旋材料，工作人 员通常选择低强度普通碳素钢和低合金钢，普通碳素钢 采用正火，低合金钢应长时间处于调质状态。并保证焊 接材料中的磷含量、硫含量和母体相互配备，其焊缝熔 敷金属硬度小于 200HBW，焊条要采用低氢型材料，这种 材料中硅元素和锰元素含量较低，埋弧自动焊和焊条电 弧焊所使用的焊接材料锰含量在 1.0% 左右，硅含量为 0.50%。
表 3 湿硫化氢应力腐蚀环境下压力容器用碳素钢和低合金钢选 用原则
H2S 分压 /MPa
化学成分
硬度
强度
其他
Ceq=w（C）+w（Mn）
母材和焊接材
焊接接
/6 ≤ 0.40%,W
料强度相同， 焊接后的
0.00035
头硬度
（SI）≤ 1.0%，
屈服强度小于 构件外层
～ 0.001
超过
禁止焊缝中出现
355MPa，抗拉强 纤维变形
硬度试验
每个开口接管和筒体焊接接头各一组
6 尺寸检查
各部位尺寸
蚀环境下，很容易给压力容器性能带来严重影响。因此， 在设计压力容器时，工作人员要考虑容器材料各方面的 性能，如焊接性能、热处理性能、冷加工性能等，结合 设备操作环节设计运行数据，从而计算出介质对压力容 器选材阶段带来的影响（如表 3 所示）。
细晶粒钢
强度低于 630MPa
氏体熔敷金属
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浅谈湿硫化氢对压力容器的腐蚀和检测
作者：王军
来源：《科学与财富》2012年第07期
摘要：随着工业的发展，硫化氢是造成化工设备腐蚀最活跃的硫化合物，本文将湿硫化氢对压力容器的腐蚀与检测。
关键词：湿硫化氢；压力容器；腐蚀；检测
前言
近年来，在化工行业中处理含硫化氢介质的生产装置基本上采用碳钢设备，而且多数设备投用以后还可以正常运行，但也存在少数设备因湿硫化氢腐蚀而被损坏的情况，化工生产装置普遍存在湿硫化氢环境下18一8型不锈钢管线的泄露问题，部分装置还因H2S腐蚀破坏而被迫停产检修并造成严重损失。
不仅对环境造成污染，同时还使整个系统被迫停产检修，使得经济造成重大损失，并且危及到个人和他人的生命安全。
一、湿硫化氢对压力容器的腐蚀表现
1、氢鼓泡现象。
氢鼓泡 ( HB) 腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散 , 在钢材的非金属夹杂物、分层和其他不连续处 , 易聚集形成分子氢 , 由于在钢的组织内部的氢分子很难逸出 , 从而形成强大内压导致其周围组织屈服 , 形成表面层下的平面孔穴结构称为氢鼓泡 , 其分布平行于钢板表面。
这类发生与外加应力无关 ,但是与材料中的夹杂物等缺陷密切相关。
如2000年9月某炼油厂一台回流罐投入使用规格为Φ2400mm×7304mm×12mm ，该设计压力为0.4MPa，设计温度为70℃,操作压力为0.43Mpa，操作温度为70℃。
介质为硫化氢、酸性水，封头材质为20g钢。
2008年9月开罐检验时发现在进气一侧封头内表面母材上有27处氢鼓包。
鼓包直径10～32mm。
最大高度为6mm，鼓包处有不规则的裂纹。
2、硫化氢应力腐蚀开裂。
硫化氢应力腐蚀开裂 ( SSCC) 湿硫化氢环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部 , 固溶于晶格中已经使钢材的脆性增加 , 在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂 , 称为硫化物应力腐蚀开裂。
SSCC 通常发生在焊缝或热影响区中高强度、低韧性显微组织存在的部位。
这些部位表现为具有高硬度值。
SSCC 与钢材的化学成分、力学性能、显微组织、外加应力与残余应力之和以及焊接工艺等有密切关系。
3、氢诱导开裂。
氢诱导开裂 ( HIC) 2 湿硫化氢环境中过程设备的腐蚀开裂过钢在湿硫化氢环境中的腐蚀反应过程: 硫化氢在水中发生分解: H2S H + + HS ↓ + 程 H +S 2- 钢在 H2S 的水溶液中发生电化学反应 : 阳极反应: Fe Fe 2 + + 2e FeS ↓ + Fe + HS FeS ↓+ H 阴极反应 :2H + + 2e 2H H2 ↑ ↓ 2H ( 渗透到钢材中) Fe 2+ 2+ +S 2- - 从以上反应过程可以看出 , 硫化氢在水溶液中
在氢分压的作用下 , 不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接 , 形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢诱导开裂 ,裂纹也可扩展到金属表面。
二、湿硫化氢对压力容器的腐蚀速度
湿硫化氢应力腐蚀环境液体介质中硫化氢含量对碳钢设备的腐蚀影响，因材质的不同而区别较大，应从ＧＢ１５０—2011《压力容器》、ＧＢ713— 2008《锅炉和压力容器用钢板》中选取锰、硫、磷含量较低的钢材。
锰元素在钢材生产和设备的焊接过程中，会产生出马氏体／贝氏体高强度、低韧性的显微金相组织，表现出极高的硬度，这对设备抗硫化氢应力腐蚀极为不利。
对低碳钢而言，当溶液中硫化氢含量从２ ×１０－６增加到１．５ ×１０－４时，腐蚀速度增加较快但含量＜５ ×１０－５时，；破坏时间较长；腐蚀速硫化氢含量为（１．５×１０－４）～（４．０×１０－４）时，度基本恒定；硫化氫含量继续增加到１．６ ×１０－３时，腐蚀速度迅速下降；当硫化氢含量为（１．６ ×１０－３）～（２．４×１０－３）时，腐蚀速度基本不变。
这表明高含量硫化氢并不比低含量的硫化氢腐蚀严重。
但对高强度钢来说，即使是很低的硫化氢含量，仍能引起迅速破裂。
三、湿硫化氢对压力容器的检测方式
1、压力容器的壁厚测定。
容器外表面母材进行测厚，在进气端母材厚度出现异常，测厚平均数值在5～11mm之间，有些部位显示值有明显跳动现象，这样就可以初步判定母材有夹层、夹杂或材质不均匀等缺陷存在。
进一步对该容器进气端封头母材进行网格定位测厚。
共计测试了25个点，测厚值分布在2.6～11.4mm之间呈非均匀分布，可见封头母材分层严重。
2、压力容器的宏观检查。
这类方法比较简单，可以用手电筒与罐体母线平行照射观察当发现鼓包时凸起的鼓包阻挡了光束的前进，在背光侧就会产生阴影。
据此可发现鼓包即使是凸度很小的鼓包也会产生一定的明暗差别。
可用手触摸检查进步确认，对发现的鼓包用记号笔随时圈出，然后其位置大小凸度，是否开裂等现象再进行详细的观察、测量、记录、画示意图。
3、压力容器的化学分析。
在母材鼓包处与未鼓包处分别进行化学成分分析，检测内侧钢板含硫量时，发现严重超标，而外侧钢板含硫量合格，内表面的鼓包处与未鼓包处的含硫量也不相同，鼓包处内表面含硫量为0.084％未鼓包处则为0.051％。
硫在金属表面的吸附对氢原子复合氢分子有阻碍作用，从而促进氢原子往金属内渗透。
并且，容器内表面S、P含量严重超标，使材料的韧性下降，塑性从而增强。
总之，在检验中发现氢鼓包或有氢鼓包倾，那么就要在钢材内表面加坡璃钢衬里，目的是阻隔氢原子进入钢中的数量，减少新鲜金属暴露，延缓或阻止各类氢损伤的形成。
■
参考文献。