硫化氢和含硫气体腐蚀金属的原因
环境中硫元素物质对换热器铜管腐蚀影响
环境中硫元素物质对换热器铜管腐蚀影响刘孟杰 查佳朋 邹成科（格力电器（合肥）有限公司 合肥 230088）摘要：空调整机安装环境直接影响空调使用寿命，以地下配电房换热器腐蚀为例，换热器铜管出现不同程度的腐蚀现象，经分析测试为硫化氢气体导致，针对此类腐蚀研究腐蚀机理，并根据腐蚀机理针对性制定出解决腐蚀的对策，为后续解决此类实际问题时提供参考。
关键词：环境腐蚀；铜管；H 2S；泄漏；防护Ａｂｓｔｒａｃｔ：The installation environment of the air conditioner directly affects the service life of the air conditioner. Taking the corrosion of the heat exchanger in the underground power distribution room as an example, the copper tube of the heat exchanger has different degrees of corrosion, which is caused by the hydrogen sulfide gas after analy-sis and test. According to the corrosion mechanism, the corrosion mechanism is studied, and the countermeasures to solve the corrosion are formulated according to the corrosion mechanism, so as to provide reference for the subse-quent solution of such practical problems Test.Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：environmental corrosion; copper pipe; H 2S; leakage; protectionInfluence of Sulfur Substance in Environment on Copper Tube Corrosion of Heat Exchanger前言目前市面在售家用空气调节器由制冷系统、风路系统、电气控制系统、箱体系统四大系统组成，其制冷系统的运行状态及可靠性对空调制冷效果起着至关重要的作用。
304不锈钢 硫化氢气体 封头 裂纹
《304不锈钢在化工设备中的应用与硫化氢气体对封头裂纹的影响》一、引言在化工设备中，尤其是在承压设备中，材料的选择至关重要。
在一些特定的工艺条件下，硫化氢气体的存在会对设备材料产生一定的影响，尤其是对于304不锈钢材料和封头结构的影响更为明显。
本文将着重探讨304不锈钢在化工设备中的应用以及硫化氢气体对封头裂纹的影响。
二、304不锈钢在化工设备中的应用1. 304不锈钢的基本性能304不锈钢是一种常见的不锈钢材料，具有良好的耐腐蚀性和加工性能，广泛应用于化工设备、食品加工设备等领域。
其主要成分为：C≤0.08，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.035，S≤0.030，Ni:8-10.5，Cr:18-20。
2. 304不锈钢在化工设备中的优势除了良好的耐腐蚀性外，304不锈钢还具有良好的焊接性和热加工性能，制造成本相对较低，适用于大多数一般性的化工设备。
在很多不需要特殊耐腐蚀性的场合，都会选择304不锈钢作为材料。
三、硫化氢气体对封头裂纹的影响1. 硫化氢气体的特性硫化氢气体是一种具有刺激性臭味的有毒气体，常见于炼油、化肥、电镀等工业领域。
硫化氢气体具有腐蚀性，对金属材料有一定的腐蚀作用。
当硫化氢气体长时间作用于设备材料表面时，容易导致金属的应力腐蚀开裂。
2. 硫化氢气体对304不锈钢封头的影响由于304不锈钢的耐腐蚀性较好，一般情况下对硫化氢气体不会产生明显的影响。
但在一些特殊的工艺条件下，如硫化氢气体浓度较高、温度较高等情况下，封头会出现微裂纹，从而降低设备的安全性和使用寿命。
四、个人观点及建议在实际工程应用中，我们应该充分考虑硫化氢气体对化工设备材料的影响，尤其是在选择304不锈钢作为材料时。
针对硫化氢气体的特性，我们可以采取一些措施进行防范，例如增加设备的通风换气，降低硫化氢气体的浓度；或者对304不锈钢材料进行特殊处理，提高其对硫化氢气体的抵抗能力。
总结回顾：本文就304不锈钢在化工设备中的应用和硫化氢气体对封头裂纹的影响进行了探讨。
气体对金属腐蚀机理的影响研究
气体对金属腐蚀机理的影响研究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。
化工机械设备的腐蚀原因及防腐措施
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，电化学腐蚀比化学腐蚀更常见。
1.2金属腐蚀有几种类型金属腐蚀可以根据不同的角度进行分类，得到不同的分类。
按金属的损伤形式分类，金属腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀。
所谓全面腐蚀，是指金属表面的腐蚀已经扩散，形成均匀的腐蚀层。
局部腐蚀很好理解，就是金属表面某一部分的腐蚀。
需要注意的是，看起来整体腐蚀的严重程度高于局部腐蚀，但实际上局部腐蚀是最严重的，因为整体腐蚀是可以预见的，它只腐蚀金属的表面。
h2s对金属的腐蚀
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。
5.结论综上所述，硫化氢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。
在湿H2S 环境中，金属的腐蚀行为和机理较为复杂，腐蚀破坏作用较大。
硫化氢 铝合金反应
硫化氢铝合金反应
硫化氢和铝合金之间的反应是一个重要的化学反应，它涉及到硫化氢气体与铝合金表面的化学作用。
硫化氢是一种具有刺激性气味的无色气体，而铝合金是一种由铝和其他金属或非金属元素组成的合金。
当硫化氢气体与铝合金发生反应时，可能会产生一系列化学变化和物理效应。
首先，硫化氢气体可能会与铝合金表面发生化学反应，形成硫化铝。
这种反应可能会导致铝合金表面产生腐蚀或变色的现象。
硫化铝的生成可能会影响铝合金的外观和性能。
其次，硫化氢气体与铝合金反应还可能产生氢气。
这种氢气的释放可能会导致安全隐患，因为氢气是易燃易爆的气体。
因此，在一些工业和实验室环境中，硫化氢和铝合金的反应需要得到严格控制，以防止氢气的积聚和意外爆炸。
此外，硫化氢气体与铝合金反应还可能产生硫化物沉积物。
这些沉积物可能会影响铝合金的表面质量，并且可能需要额外的清洁和处理步骤才能去除。
总的来说，硫化氢和铝合金之间的反应可能会导致铝合金表面的腐蚀、氢气释放和硫化物沉积等问题。
因此，在实际应用中，需要注意控制硫化氢气体的接触和确保铝合金的使用环境符合相关的安全标准和操作规程。
硫化氢的腐蚀状态及危害评价分析【实用资料】
1、腐蚀分类类型及机理分析 （1）电化学失重腐蚀 电化学失重腐蚀是指金属和含硫天然气接触发生电化学反应。
（阳极反应一金属离子的水化过程；阴极反应过程一吸收电子 过程），使金属表面形成蚀坑、斑点和大面积腐蚀等现象，造 成设备减薄、穿孔、甚至引起爆炸。
（2）可逆过程氢脆腐蚀： 氢脆就是金属在含硫天然气作用下，由电化学反应过程中产生
c、污染泥浆性能。 D、发现溢流未在第一时间采取控制井口的手段及措施或处理措施不当。
德国④时间加权平均值（15mg/m3）10ppm。
（2）可逆过程氢脆腐蚀：
d、H2S扩散后造成污染。
e、造成地面及井下的复杂与事故。
（2）硫化氢（H2S）腐蚀危害程度简述分析
①硫化氢（H2S）是一种无色、可燃和具有爆炸性的腐蚀 穿透力极强且易扩散的剧毒气体。
其含硫化氢的水溶液对金属有强烈的腐蚀作用（其硫化氢 （H2S）对人的危害程度等量关系分析见（附表1）略
必须指出的是，硫化氢（H2S）的嗅觉阈远低于引起危害 的最低浓度。
起初硫化氢（H2S）臭味的增加与浓度的升高成正比。 在5一20ppm时臭味很强，从而使人预感到危险，但其浓度
为150-200ppm，超过200ppm时，则因嗅觉麻痹反而嗅不出 臭味。
产生腐蚀破裂。硫化物应力腐蚀破裂的爆破口多发生在导致 应力集中的部位。
3、硫化氢（H2S）腐蚀危害的简述评价分析
（1）硫化氢（H2S）的主要危害（五个方面）
在5一20ppm时臭味很强，从而使人预感到危险，但其浓度为150-200ppm，超过200ppm时，则因嗅觉麻痹反而嗅不出臭味。
a、危及操作人员及周边人群（包括牲畜）的生命 ①硫化氢（H2S）是一种无色、可燃和具有爆炸性的腐蚀穿透力极强且易扩散的剧毒气体。
硫化氢应力腐蚀原理与防护措施
硫化氢应⼒腐蚀原理与防护措施炼油与化⼯REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第20卷碳钢及低合⾦钢在湿度较⼤的硫化氢环境中易发⽣硫化物应⼒腐蚀（SSC），对⽯油、⽯化⼯业装备的安全运⾏构成很⼤的威胁。
对低浓度硫化氢环境,可通过净化材质、⼤幅降低S、P含量、改善材料组织结构等措施，对应⼒腐蚀起到有效抑制作⽤。
⼤庆⽯化公司ATK-101B天然⽓液体球罐（1500m3）在进⾏全⾯检验时，采⽤内表⾯磁粉检测发现27处焊缝纵向裂纹，最长的为1.6m，深度为6mm，见图1。
⽂中以ATK-101B天然⽓液体球罐为对象,对其基础材料分别进⾏硫化氢应⼒腐蚀性能试验和机理分析，并提出防护措施。
1硫化氢腐蚀机理1.1硫化氢的特性H2S在⽔中的溶解度很⼤，⽔溶液具有弱酸性，如在0.1MPa、30℃⽔溶液中H2S饱和浓度为300mg/L，溶液的pH值为4。
H2S不仅对钢材具有强烈的腐蚀性，⽽且对⼈体的健康和⽣命安全也有很⼤的危害性[1]。
H2S应⼒腐蚀的基本类型可分为应⼒腐蚀开裂、氢诱导裂纹、氢⿎泡等。
在ATK-101B天然⽓液体球罐的检测中发现，根据裂纹的宏观和微观形貌特征，可以判定裂纹为应⼒腐蚀开裂，见图2～5。
图2裂纹穿晶扩展图3裂纹台阶穿接特征图4裂纹两侧马⽒体组织图5裂纹内腐蚀产物1.2硫化氢腐蚀规律⽯油加⼯过程中的H2S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中受热会分解出H2S。
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。
在ATK-101B 天然⽓液体球罐的检测中发现，应⼒腐蚀不同于⼀般性腐蚀引起的机械破损，也不是整个储罐的⼤⾯积减薄，⽽是发⽣在局部的罐体区域，具有较⼤的突然性[2]。
1.3腐蚀条件（1）腐蚀环境。
①介质中含有液相⽔和H2S，且H2S浓度越⾼，应⼒腐蚀引起的破裂越可能发⽣。
②⼀般只发⽣在酸性溶液中，pH⼩于6容易发⽣应⼒腐蚀破裂；pH⼤于6时，硫化铁和硫化亚铁所形成的膜有较好的保护性能，不易发⽣应⼒腐蚀破裂。
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硫化氢和含硫气体腐蚀金属的原因
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.
1. 湿硫化氢环境的定义
(1)国际上湿硫化氢环境的定义
美国腐蚀工程师协会(NACE)的MR0175-97"油田设备抗硫化物应力开裂金属材料"标准:
⑴酸性气体系统:气体总压≥0.4MPa,并且H2S分压≥0.0003MPa;
⑵酸性多相系统:当处理的原油中有两相或三相介质(油,水,气)时,条件可放宽为:气相总压≥
1.8MPa且H2S分压≥0.0003MPa;当气相压力≤1.8MPa且H2S分压≥0.07MPa;或气相H2S 含量超过15%.
四,硫化氢腐蚀机理
(2)国内湿硫化氢环境的定义
"在同时存在水和硫化氢的环境中,当硫化氢分压大于或等于0.00035 MPa时,或在同时存在水和硫化氢的液化石油气中,当液相的硫化氢含量大于或等于10×10-6时,则称为湿硫化氢环境".
(3) 硫化氢的电离
在湿硫化氢环境中,硫化氢会发生电离,使
水具有酸性,硫化氢在水中的离解反应式为:
H2S = H+ + HS- (1)
HS- = H+ + S2- (2)
2.硫化氢电化学腐蚀过程
阳极: Fe - 2e →Fe2+
阴极: 2H+ + 2e →Had + Had →2H →H2↑
↓
[H]→钢中扩散
其中:Had - 钢表面吸附的氢原子
[H] - 钢中的扩散氢
阳极反应产物: Fe2+ + S2- →FeS ↓
注:钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物就是硫化亚铁,该产物通常是一种有缺陷的结构,它与钢铁表面的粘结力差,易脱落,易氧化,且电位较正,因而作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池,对钢基体继续进行腐蚀.
硫化氢电化学腐蚀过程
阳极: Fe - 2e →Fe2+
阴极: 2H+ + 2e →Had + Had →2H →H2↑
↓
[H]→钢中扩散
其中:Had - 钢表面吸附的氢原子
[H] - 钢中的扩散氢
阳极反应产物: Fe2+ + S2- →FeS ↓
五,硫化氢引起氢损伤的腐蚀类型
反应产物氢一般认为有两种去向,一是氢原子之间有较大的亲和力,易相互结合形成氢分子排出;另一个去向就是由于原子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢[H]而渗入钢的内部并溶入晶格中,溶于晶格中的氢有很强的游离性,在一定条件下将导致材料的脆化(氢脆)和氢损伤..
1. 氢压理论:与形成氢致鼓泡原因一样,在夹杂物,晶界等处形成的氢气团可产生一个很大的
内应力,在强度较高的材料内部产生微裂纹,并由于氢原子在应力梯度的驱使下,向微裂纹尖端的三向拉应力区集中,使晶体点阵中的位错被氢原子"钉扎",钢的塑性降低,当内压所致的拉应力和裂纹尖端的氢浓度达到某一临界值时,微裂纹扩展,扩展后的裂纹尖端某处氢再次聚集,裂纹再扩展,这样最终导致破断.
2. 湿H2S环境中的开裂类型:
酸性环境中氢损伤的几种典型形态
氢鼓泡(HB),氢致开裂(HIC),硫化物应力腐蚀开裂(SSCC),应力导向氢致开裂(SOHIC).
(1) 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,由于氢分子较大难以从钢的组织内部逸出,从而形成巨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.它的发生无需外加应力,与材料中的夹杂物等缺陷密切相关.
(2) 氢致开裂(HIC)
在氢气压力的作用下,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致开裂,裂纹有时也可扩展到金属表面.HIC的发生也无需外加应力,一般与钢中高密度的大平面夹杂物或合金元素在钢中偏析产生的不规则微观组织有关.
酸性环境下的氢致开裂机理
(3) 硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)
湿H2S环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部固溶于晶格中,使钢的脆性增加,在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂,叫做硫化物应力腐蚀开裂.工程上有时也把受拉应力的钢及合金在湿H2S及其它硫化物腐蚀环境中产生的脆性开裂统称为硫化物应力腐蚀开裂.SSCC通常发生在中高强度钢中或焊缝及其热影响区等硬度较高的区域.
硫化物应力腐蚀开裂机理
硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)的特征:在含H2S酸性油气系统中,SSCC主要出现于高强度钢,高内应力构件及硬焊缝上.SSCC是由H2S腐蚀阴极反应所析出的氢原子,在H2S的催化下进入钢中后,在拉伸应力作用下,通过扩散,在冶金缺陷提供的三向拉伸应力区富集,而导致的开裂,开裂垂直于拉伸应力方向.
硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)的本质:SSCC的本质属氢脆.SSCC属低应力破裂,发生SSCC的应力值通常远低于钢材的抗拉强度.SSCC具有脆性机制特征的断口形貌.穿晶和沿晶破坏均可观察到,一般高强度钢多为沿晶破裂.SSCC破坏多为突发性,裂纹产生和扩展迅速.对SSC 敏感的材料在含H2S酸性油气中,经短暂暴露后,就会出现破裂,以数小时到三个月情况为多. 硫化氢应力腐蚀和氢致开裂是一种低应力破坏,甚至在很低的拉应力下都可能发生开裂.一般说来,随着钢材强度(硬度)的提高,硫化氢应力腐蚀开裂越容易发生,甚至在百分之几屈服强度时也会发生开裂.
硫化物应力腐蚀和氢致开裂均属于延迟破坏,开裂可能在钢材接触H2S后很短时间内(几小时,几天)发生,也可能在数周,数月或几年后发生,但无论破坏发生迟早,往往事先无明显预兆.
除了氢腐蚀外，还有一个原因是硫化氢本身就是酸性气体，在潮湿一点的环境下很用就形成酸腐蚀
-------------------------一些镍和高镍合金在含硫气体中腐蚀严重，铬和含铬的铁基合金较耐含硫气体腐蚀。