第二章硫化氢的腐蚀与防护
硫化氢腐蚀与防护相关知识
硫化氢腐蚀与防护相关知识1. 硫化氢腐蚀的预防措施1.1. 选用抗硫化氢材料抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。
同时采用低硬度(强度)和“完全淬火+回火”处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。
美国国家腐蚀工程师学会(NACE)标准MR－01－75(1980年修订)中规定：含硫化氢环境中使用的钻杆、钻杆接头、钻铤和其它管材的最大硬度不许高于HRC22；钻杆接头与钻杆的焊接及热影响区应进行“淬火+595℃以上温度的回火”处理；对于最小屈服强度大于655MPa的钢材应进行“淬火+回火”处理，以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力。
1.2. 抗H2S腐蚀钢材的基本要求⑴成分设计合理：材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关，因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。
超细晶粒原始奥氏体经淬火后，形成超细晶粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织，是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径。
⑵采用有害元素(包括氢，氧，氮等)含量很低纯净钢；⑶良好的淬透性和均匀细小的回火组织，硬度波动尽可能小；⑷回火稳定性好，回火温度高(＞600℃)；⑸良好的韧性；⑹消除残余拉应力。
1.3. 添加缓蚀剂实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法。
缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高，针对性很强。
不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同，甚至同一种介质，当操作条件(如温度、压力、浓度、流速等)改变时，所采用的缓蚀剂可能也需要改变。
用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂，通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓蚀剂)，有胺类、米唑啉、酰胺类和季胺盐，也包括含硫、磷的化合物。
如四川石油管理局天然气研究所研制的CT2－l和CT2－4油气井缓蚀剂及CT2—2输送管道缓蚀剂，在四川及其他含硫化氢油气田上应用均取得良好的效果。
1.4. 控制溶液pH值提高溶液pH值降低溶液中H+含量可提高钢材对硫化氢的耐蚀能力，维持pH值在9~11之间，这样不仅可有效预防硫化氢腐蚀，又可同时提高钢材疲劳寿命。
硫化氢危害的安全防范与应急措施
硫化氢危害的安全防范与应急措施硫化氢（H2S）是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，常见于石油、天然气、煤矿等行业中。
由于其对人体和环境的危害性，对硫化氢的安全防范和应急措施至关重要。
以下是对硫化氢危害的安全防范和应急措施的详细介绍。
一、硫化氢的危害1.气味浓度低，但毒性高：硫化氢具有令人难以忍受的强烈恶臭味道，但当浓度高于一定程度时，味道可能无法察觉。
而其毒性非常强，能够使人产生头晕、恶心、呕吐、昏迷甚至死亡。
2.着火和爆炸的危险：硫化氢与空气混合后，当其浓度达到爆炸下限（4.3%）和爆炸上限（46%）之间时，会产生爆炸。
这对于石油、天然气和煤矿等行业的工作环境来说尤为危险。
3.与火源一起使用危险：硫化氢在空气中可以形成易燃易爆的混合物。
在与引火源接触时，可能引发火灾或爆炸。
4.对材料的腐蚀：硫化氢能够对金属、橡胶和塑料等材料产生腐蚀作用，导致设备损坏。
二、硫化氢的安全防范1.工艺改进：通过改良工艺，减少或阻止硫化氢的产生和释放。
2.良好的通风系统：在工作场所中，确保有良好的通风系统，以排除室内的硫化氢气体。
通风系统需要在硫化氢泄漏时及时启动，确保室内的空气质量。
3.监测设备：安装气体检测仪器，如硫化氢气体检测仪，以及可燃气体检测仪等。
定期检查，确保设备的正常运行，预防潜在的硫化氢泄漏。
4.个人防护装备：在可能暴露于硫化氢的情况下，工人应佩戴个人防护装备，包括防护服、呼吸器以及防护眼镜等。
5.教育和培训：对从事可能暴露于硫化氢的工作人员进行培训，使其了解硫化氢的危害性以及预防措施，增强他们的安全意识。
三、硫化氢的应急措施1.确认泄漏源：如有硫化氢泄漏，第一步是确认泄漏源，然后立即采取措施阻止进一步泄漏。
2.告知他人：通知附近的人员和相关部门，并通知他们采取紧急撤离和隔离的措施。
3.撤离：当硫化氢泄漏超过安全浓度时，立即撤离有风险的区域，并帮助其他人员撤离。
4.避免火源：硫化氢是易燃气体，若泄漏时有明火存在，应立即熄灭明火，避免引发火灾。
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。
硫化氢的危害与防护概述.
3、2010年2月12日，玉门油田公司炼油化工总厂聚丙烯装置操作人 员在处理液态烃脱硫装置抽提塔富液出口开关法兰面泄漏过程中，发 生一起硫化氢中毒亡人事故。导致２人死亡、５人住院观察
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三、硫化氢的特性
无色、剧毒、 酸性气体 一种特殊的 臭鸡蛋味 当 H2S 浓 度 在 4.3%— 46% 时 ， 在 空气中形成 的混合气体 遇火将产生 强烈的爆炸。 H2S 易溶于水 和 油 ， H2S 的溶解度随温 度升高溶解度 硫化氢的危害
硫化氢对人身伤害的方式取决于下述因素：★
持续时间----接触人体的时间长度； 频率----接触人体的频繁程度； 强度----接触人体的气量(浓度)； 人的敏感性----人体的生理状况。 不同浓度的硫化氢对人体的危害见下表
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五、硫化氢的防护
5.2 硫化氢的危害 不同浓度的硫化氢对人体的危害见下表
五、硫化氢的防护
5.4 硫化氢的防护 含硫化氢油（气）作业现场的人身防护： 一、人身防护措施 1、配备便携式探测仪。 用来检测未设固定探头区域空气中硫化氢的浓度。当空气中硫化 氢的浓度达到10ppm时，能以声、光报警。 2、在油气区和生活区安装有风向标，要求风向标安装在人员易于看到 的地方。 3、在油气区安装有防爆风机，以便驱散聚集的硫化氢。 4、配备足够数量的防毒面具，需要时能方便拿到。 5、配备有处置因硫化氢中毒用的药品和氧气瓶等。 6、作业区空气中的硫化氢浓度超过10ppm时，要有“硫化氢”字样的标 牌和矩形红色的标志。 7、作业所用设备具有抗硫性能。井口、管道、分离器、泵等设备需具 有抗硫性能，避免因硫化氢对其腐蚀或氢脆破裂造成油气外流， 从而造成对人身的危害。
炼厂
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五、硫化氢的防护
5.1 浓度概念
硫化氢危害及防护
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1 硫化氢的特性 1.1 硫化氢的危险特性 1.2 硫化氢的物理化学特性
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1.1 硫化氢的危险特性
❖易燃 ➢硫化氢的燃点为260℃（甲烷为595℃），燃烧时为兰色火 焰，并生成危害人眼睛和肺部的二氧化硫（SO2）。
❖爆炸极限 ➢当硫化氢浓度在4.3%~46%时，与空气混合能形成爆炸性 混合物，遇明火高热能引起燃烧爆炸。（甲烷爆炸浓度 5%~15%）。 ➢与浓硝酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸。
❖ 在各式各样的有机质中也有硫化氢，包括一些人们意想不到 的地方，例如:船舱、矿坑、制浆厂、沼泽地、下水道等地 方。
❖ 石油工业中有许多特殊场所有硫化氢气体，能产生硫化氢气 的地方主要有:钻井、修井、生产采油、炼厂、油罐车等。
❖ ❖ 火山活动产生硫化氢气体，对大气造成污染。
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2.1 硫化氢的来源
所在地有关的3处： (1)装载场所。油罐车一连数小时的装油，装卸管线时管 理不严，司机没有经过专门培训，而引起硫化氢气体 泄漏。 (2)计量站调整或维修仪表。 (3)气体输入管线系统之前，用来提高空气压力的空气压 缩机。
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2.1 硫化氢的来源
❖修井作业中硫化氢主要来源有： ➢在修井时循环罐和油罐是硫化氢的主要来源。循环罐、 油罐和储浆罐周围有硫化氢气体，这是由于修井时循环、 自喷或抽吸井内的液体进入罐中造成的。硫化氢可以以 气态的形式存在，也可存在于井内的钻井液中。 ➢注意:井内液体中的硫化氢可以由于液体的循环、自喷、 抽吸或清洗油罐释放出来。打开油罐的顶盖、计量孔盖 和封闭油罐的通风管，都可能有硫化氢向外释放，在井 口、压井液、放喷管、循环泵、管线中也可能有硫化氢 气体。
❖1994年8月，克拉玛依油田某养鸡场在清理下水道过程中， 因硫化氢中毒死亡2人。
硫化氢的危害及预防
硫化氢的危害及预防硫化氢是一种无色、有毒、易燃的气体，往往存在于化工厂、污水处理厂、沼气池等场所。
接触过量的硫化氢会对人体造成严重危害，因此必须采取有效措施进行预防。
一、硫化氢的危害1.1 对人体的危害硫化氢是一种强烈的刺激性气体，吸入过量会导致头晕、头痛、恶心、呕吐等症状，严重时甚至会导致窒息和死亡。
1.2 对环境的危害硫化氢释放到大气中会对环境造成污染，影响空气质量，对植物生长和水体生态系统也会造成破坏。
1.3 对设备的危害硫化氢具有腐蚀性，长期暴露在硫化氢环境中的设备会受到腐蚀，缩短使用寿命。
二、硫化氢的预防2.1 加强通风在可能产生硫化氢的场所，应加强通风设施，及时排除有害气体，减少人员接触。
2.2 佩戴防护装备工作人员在接触硫化氢环境时，应佩戴适当的防护装备，如防毒面具、防护服等，减少接触风险。
2.3 定期检测对可能产生硫化氢的场所和设备进行定期检测，及时发现问题并采取措施，确保环境安全。
三、应急处理3.1 紧急撤离一旦发现硫化氢泄漏或者浓度过高，应即将撤离现场，避免继续暴露在有害气体中。
3.2 喷淋清洗在硫化氢泄漏事故中，可采用喷淋清洗的方式将硫化氢稀释，减少危害。
3.3 寻求专业救援如果事态严重无法控制，应即将寻求专业的救援队伍进行处理，确保安全。
四、员工培训4.1 安全意识培训对从事可能接触硫化氢的工作人员进行安全意识培训，提高他们对危（wei）险气体的认识和应对能力。
4.2 应急演练定期组织硫化氢泄漏事故的应急演练，让员工熟悉应对流程和操作规范，提高应急处理能力。
4.3 知识普及向员工普及硫化氢的危害性和预防知识，增强他们的安全意识和自我保护意识。
五、法律法规遵守5.1 遵守相关规定企业应严格遵守相关安全生产法律法规，建立健全硫化氢防控制度，确保安全生产。
5.2 定期检查定期对硫化氢相关设备和场所进行检查，发现问题及时整改，消除安全隐患。
5.3 加强监督建立健全安全监督机制，加强对硫化氢防控工作的监督检查，确保安全生产。
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 为规范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。
硫化氢理化特性与防护知识
图4 钢材的硫化物应力腐蚀破裂的 敏感性与温度的关系
3．PH值 PH值对电化学失重腐蚀和硫化物应力 腐蚀开裂的影响都大。当PH<6时，硫化 物应力腐蚀开裂严重；PH>9时，就很少 发生硫化物应力腐蚀开裂。而随PH值的 降低，电化学失重腐蚀增加，固而在钻 开含硫地层后，钻井液的PH值应始终控 制在9.5以上。图5表示在含H2S和不含H2S 溶液中PH值对钢材破坏时间的影响。
三、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂
硫化氢对金属材料的腐蚀破坏，其主要危险还不在于 电化学腐蚀，而是由于其加剧了金属的渗氢作用，导 致金属材料的氢脆破坏和硫化物应力腐蚀开裂。
比较经典的氢脆破坏理论是内压力理论：硫化氢电 化学腐蚀产生的氢原子，在向钢材内部扩散过程中遇 到裂缝空隙、晶格层间错断、夹渣或其它缺陷时，氢 原子就在这些地方结合成比氢原子体积大20倍的氢分 子（用氢探测装置对试样检查证实了氢是以分子形式 存在），体积膨胀。这样就在钢材内部产生极大的压 力（可高达30Mpa以上），致使低碳钢或软刚发生氢鼓 泡，高强度钢或硬度高的钢材内部产生微裂纹，使钢 材变脆，即为氢脆。所谓硫化物应力腐蚀开裂，就是 钢材在足够大的外加拉力或残余张力下，与氢脆裂纹 同时作用下发生的破裂。
（2）研究表明，各种钢级的管材都有其抗硫化 氢腐蚀的最低临界温度，在临界温度之上，它 就具有抗硫化氢的腐蚀性能，下表（表2）所 列为ARCO公司推荐的部分钢级套管抗硫化氢 腐蚀的最低临界温度。 对于含硫化氢气井，在设计套管柱时，由 于愈接近井口其井温愈低，因而套管柱接近井 口部分应优先选择K-55、L-80、C-75等钢级套 管，往下再按临界温度值选择N-80、S-95、P110等钢级套管。
二、管材和设备的选用应考虑防硫问题 除前述硫化氢环境使用的钢材其屈服 极限不大于655MPa，硬度不大于HRC22以 外，可在钻井液中加入缓蚀剂（包括生 产井）和除硫剂来减缓硫化氢对金属材 料的腐蚀速率，以延长井下管材和地面 设备的使用寿命。
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在含硫化氢酸性油气系统中，氢诱发裂纹常见于具 有抗硫化物应力腐蚀开裂性能的，延性较好的低、中强 度管线用钢和容器用钢上。氢脆是一组平行于轧制面， 沿着轧制方向的裂纹。它可以在没有外加拉伸应力的情 况下出现，也不受钢级的影响。
氢脆在钢材内可以是单个直裂纹，也可以是阶梯状 裂纹。氢脆极易起源于呈梭形、两端尖锐的MnS夹杂， 并沿着碳、锰和磷元素偏析的异常组织扩展，也可产生 于带状珠光体，沿带状珠光体和铁素体间的相界扩展。
硫化物应力腐蚀开裂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。普遍认为硫化 物应力腐蚀开裂的本质属氢脆。
2、氢脆
氢脆我们也在前面给出了它的定义，其典型破坏 特征是裂纹沿“之”字形扩展。学者认为，它也是硫 化物应力腐蚀开裂的一种特殊形式。
氢脆也常发生在焊缝热影响区及其它高应力集中 区，与通常所说的硫化物应力腐蚀开裂不同的是它对 钢中的夹杂物比较敏感。
固定应力可以来自外加载荷和内应力（由于不正确 的热处理、冷加工和焊接产生的残余应力）。但在实际 例子中氢脆和硫化物应力腐蚀破裂很难明确区分。
目前对氢脆和硫化物应力腐蚀破裂的机理存在多 种不同说法。其中之一为氢脆的压力理论认为含硫天 然气中的硫化氢（硫化物）与金属产生电化学反应， 形成氢离子渗入金属内部的晶格和缺陷处，逐渐结合 成氢分子，在金属内部产生很高的内压力，使金属韧 性下降而变脆。
因此，湿硫化氢环境除了可以造成石油、石化装备 的均匀腐蚀外，更重要的是引起一系列与钢材渗氢有关 的腐蚀开裂。一般认为，湿硫化氢环境中的开裂有：氢 鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂和应力导向氢致 开裂四种形式。其中以硫化物应力腐蚀开裂和氢脆为主， 是最具危险性的开裂形式。
1、硫化物应力腐蚀开裂
硫化物应力腐蚀开裂我们已经在前面给出了它的 定义。工程上有时也把受拉应力的钢及合金在湿硫化 氢及其他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。
腐蚀过程中，金属与介质之间有电子传输，腐蚀 结果使金属表面形成蚀坑、斑点和大面积腐蚀剥落、 剥脱等现象。造成设备减薄、穿孔、甚至引起爆破。
如某输气管线使用16MnФ630×8毫米螺旋焊接管， 由于管内低凹处积水，形成电化学失重腐蚀，造成两 次爆破事故。其中一次通气仅八个月就使8毫米厚的管 壁减薄为0.5毫米，引起爆破。
（2）敏感材料。纯金属一般不发生应力腐蚀，合金或含有杂 质的金属才易发生应力腐蚀开裂，就是说，不同的材料对盈利腐 蚀开裂的敏感的程度不同，较为敏感的材料有不锈钢、高强钢、 Cu、Al、Ti合金等。材料的强度水平或者说热处理及冷作硬化等 对这一敏感程度的影响很大，通常，材料的强度水平越高，越易 发生应力腐蚀。
（3）特定环境。某种材料只有在特定的腐蚀介质中才会发生 应力腐蚀，当然介质中的杂质对发生应力腐蚀的影响也是很大的。
二、 硫化氢腐蚀的主要类型 硫化氢水溶液对钢材发生电化学腐蚀的产物就是氢，
一般认为它有两种去向：一是氢原子之间有较大的亲和 力，易于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] 而渗透到金属的晶格内部，在一定条件下将导致材料的 氢脆和氢损伤。
至于氢脆是否为引起硫化物应力腐蚀破裂的一个 必要过程，尚需进一步证明。
钢材在湿环境中硫化氢会发生电离，使水具有酸 性，硫化氢在水中的电解反应式为：
H2S = H+ + HS- ----------------------（式2-1） HS- = H+ + S2- ---------------------（式2-2） 钢材在湿环境中由（式2-1）、（式2-2）电离出的H+是强去极 化剂，极易夺取金属的电子，促使阳极钢铁的溶解反应而导致 钢材的腐蚀。硫化氢电化学腐蚀阴、阳极过程如下：
硫化氢对钢材的腐蚀从腐蚀机理来说属于电化学 腐蚀的范畴，而主要的表现形式就是应力腐蚀开裂。
应力腐蚀开裂简称应力腐蚀，它是在拉应力和特定的腐蚀介 质共同作用下发生的金属材料的破断现象，它的发生一般认为需 同时具备三个条件，即：
（1）一定的拉应力。一般情况下，产生应力腐蚀的系统中存 在一个临界拉应力值，它低于材料的屈服点，可以是外加应力也 可以是内应力。
第二章 硫化氢的腐蚀与防护
一、含硫气田的腐蚀特征和影响因素 二、含硫气田的防腐措施 三、钻井、固井、酸化和测试作业中的注意事项
第一节 含硫气田的腐蚀特征和影响因素
一、 对含硫天然气腐蚀的一般认识及腐蚀机理 在常温、常压下，钢材在干燥的含硫化氢天然气
中没有腐蚀现象，只有在含硫化氢天然气中含有水份 时才会产生腐蚀并加速非金属材料的老化。
硫化氢对金属材料的腐蚀，最严重的是氢脆和硫化 物应力腐蚀开裂。氢脆破坏是金属在含硫天然气作用下， 由电化学反应过程产生的氢原子，渗入到金属晶格内部， 使材料变脆，但不一定引起破裂。
如果脱离腐蚀介质，氢即可从金属内部逸出，金属 的韧性会逐渐恢复，这一过程是可逆的。而硫化物应力 腐蚀破裂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，是一个不可逆过程。
硫化氢对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢 脆和硫化物应力腐蚀开裂，其中以后两者为主，一般 统称为氢脆破坏。
氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管 汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的 井喷失控或着火事故。
硫化氢对金属材料产生的电化学失重腐蚀，是指 金属和含硫天然气接触发生的电化学反应。
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。 阳极反应的产物为：Fe2+ + S2- → FeS ↓
因此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，且点位较正， 于是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。