腐蝕的危害性是十分普遍的，而且也是十分嚴重的。腐蝕(shi)會造成重大的直接或間接損失，會造成災難性重大事故，而且危及人身安全。因腐蝕而造成的生產設備和管道的跑、冒、滴、漏，會影響生產裝置的生產周期和設備壽命，增加生產成本，同時還會因有毒物質的泄漏而污染環境，危及人類健康。
一(yi)、根(gen)據腐蝕發生的(de)機理分類
根據腐(fu)蝕發生的機理(li)，可將其分為化(hua)學(xue)腐(fu)蝕、電化(hua)學(xue)腐(fu)蝕和物理(li)腐(fu)蝕三大類。
1. 化學腐蝕（Chemical Corrosion）
化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)是(shi)指(zhi)金(jin)屬(shu)表(biao)面與(yu)非(fei)電(dian)解質(zhi)直接發生純化(hua)(hua)(hua)學(xue)作(zuo)用而引起的(de)破壞(huai)。金(jin)屬(shu)在高溫(wen)氣(qi)體中的(de)硫(liu)腐(fu)蝕(shi)、金(jin)屬(shu)的(de)高溫(wen)氧化(hua)(hua)(hua)均屬(shu)于化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)。
2. 電化學腐蝕（Electrochemical Corrosion）
電(dian)(dian)(dian)化學腐蝕(shi)是指金屬(shu)(shu)(shu)表面與離子導電(dian)(dian)(dian)的(de)介質(zhi)發生(sheng)電(dian)(dian)(dian)化學反應(ying)而引(yin)起的(de)破壞。電(dian)(dian)(dian)化學腐蝕(shi)是最普遍、最常(chang)見的(de)腐蝕(shi)，如金屬(shu)(shu)(shu)在大氣(qi)、海水、土(tu)壤和(he)各種(zhong)電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)溶(rong)液中的(de)腐蝕(shi)都屬(shu)(shu)(shu)此類。
3. 物理腐(fu)蝕（Physical Corrosion）
物理腐蝕是指金(jin)(jin)(jin)屬由于單純的(de)(de)物理溶解而引起的(de)(de)破壞。其特點(dian)是：當(dang)低熔(rong)(rong)點(dian)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬溶入(ru)金(jin)(jin)(jin)屬材料中時，會對(dui)金(jin)(jin)(jin)屬材料產生“割裂(lie)(lie)”作用。由于低熔(rong)(rong)點(dian)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬強度一般較低，在受力狀態下(xia)它將優先斷裂(lie)(lie)，從(cong)而成為(wei)金(jin)(jin)(jin)屬材料的(de)(de)裂(lie)(lie)紋源。應該說，這種腐蝕在工程中并不多(duo)見(jian)。
二、根據腐蝕形態分(fen)類(lei)
按腐蝕(shi)(shi)形態分(fen)類，可分(fen)為全面腐蝕(shi)(shi)、局部腐蝕(shi)(shi)和(he)應力腐蝕(shi)(shi)三(san)大類。
1. 全面腐蝕(shi)（General Corrosion）
全面腐蝕也稱均勻腐蝕，是在管道較大面積上產生的程度基本相同的腐蝕。均勻腐蝕(shi)是危險性最小的一種腐蝕。
①. 工程(cheng)中往往是給出足夠的腐蝕余量就能保證(zheng)材料(liao)的機械強(qiang)度(du)和(he)使(shi)用壽命。
②. 均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)常(chang)用(yong)單位(wei)時間內腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質對金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)或金(jin)屬構件的壁厚減(jian)薄量（稱為(wei)(wei)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)）來評定。SH3059標準中規定：腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)不超(chao)過0.05mm/a的材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)充(chong)分耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)為(wei)(wei)0.05～0.1mm/a的材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)為(wei)(wei)0.1～0.5mm/a的材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)尚耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率(lv)超(chao)過0.5mm/a的材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)不耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。
2. 局部腐蝕（Local Corrosion）
局部腐蝕又稱非均勻腐蝕，其危害性遠比均勻腐蝕大，因為均勻腐蝕容易被發覺，容易設防，而局(ju)部腐(fu)蝕(shi)則難以預測和預防，往往在沒有先兆的情況下，使金屬構件突然發生破壞，從而造成重大火災或人身傷亡事故。局部腐蝕很普遍，據統計，均勻腐蝕占整個腐蝕中的17.8%，而局部腐蝕則占80%左右。
a. 點(dian)蝕（Pitting）
①. 集中在全局表面個別小點上的深度較大的腐蝕稱為點蝕，也稱孔(kong)蝕。蝕孔直徑等于或小于深度。蝕孔形態如圖1所示。
圖(tu)1 點(dian)蝕孔的各種剖面形狀（選(xuan)自ASTM標(biao)準）
②. 點蝕是不銹鋼管道(dao)最具有破壞性的隱藏的腐蝕形態之一。奧氏體不銹鋼管道在輸送含氯離子或溴離子的介質時最容易產生點蝕。不銹鋼管道外壁如果常被海水或天然水潤濕，也會產生點蝕，這是因為海水或天然水中含有一定的氯離子。
③. 不銹鋼的點蝕過程可分為蝕孔的形成和蝕孔的發展兩個階段。 鈍化膜的不完整部位（露頭位錯、表面缺陷等）作為點蝕源，在某一段時間內呈活性狀態，電位變負，與其鄰近表面之間形成微電池，并且具有大陰極小陽極面積比，使點蝕源部位金屬迅速溶解，蝕孔開始形成。 已形成的蝕孔隨著腐蝕的繼續進行。小孔內積累了過量的正電荷，引起外部 Cl- 的遷入以保持電中性，繼之孔內氯化物濃度增高。由于氯化物水解使孔內溶液酸化，又進一步加速孔內陽極的溶解。這種自催化作用的結果，使蝕孔不斷地向深處發展，如圖2所示。
④. 溶液滯留容易產生點蝕；增加流速會降低點蝕傾向，敏化處理及冷加工會增加不銹鋼點蝕的傾向；固溶處理能提高不銹鋼耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏體不銹鋼。
⑤. 碳(tan)鋼管道(dao)也發生(sheng)點(dian)蝕，通常是(shi)在(zai)蒸汽系統（特別是(shi)低壓(ya)蒸汽）和熱(re)水(shui)系統，遭(zao)受溶(rong)解氧的腐蝕，溫(wen)度在(zai)80～250℃間最為嚴重。雖然蒸汽系統是(shi)除(chu)氧的，但由于操作控制不嚴格，很難保證溶(rong)解氧量不超標，因此溶(rong)解氧造成碳(tan)鋼管道(dao)產(chan)生(sheng)點(dian)蝕的情況經常會發生(sheng)。
b. 縫(feng)隙腐蝕（Crevice Corrosion）
當管道輸送的物料為電解質溶液時，在管道內表面的縫隙處，如法蘭墊片處、單面焊未焊透處等，均會產生縫隙腐蝕。一些鈍性金屬如不銹鋼、鋁、鈦等，容易產生縫隙腐蝕。 縫隙腐蝕的機理，一般認為是濃差腐蝕電池的原理，即由于縫隙內和周圍溶液之間氧濃度或金屬離子濃度存在差異造成的。縫隙腐蝕在許多介質中發生，但以含氯化物的溶液中最嚴重，其機理不僅是氧濃差電池的作用，還有像點蝕那樣的自催化作用，如圖3所示。
圖3 縫隙腐蝕(shi)的(de)機理
c. 焊接接頭(tou)的(de)腐蝕
通(tong)常(chang)發生于不(bu)銹鋼(gang)管道，有三種腐蝕(shi)形式。
①. 焊肉被腐(fu)(fu)蝕成海綿狀，這是奧氏體不銹鋼發生的(de)δ鐵素體選擇性腐(fu)(fu)蝕
為改善(shan)焊接性(xing)能(neng)，奧氏體(ti)不銹鋼通常要求焊縫含有3%～10%的鐵(tie)素(su)體(ti)組織，但(dan)在(zai)某些強(qiang)腐(fu)蝕性(xing)介質中(zhong)則會發生δ鐵(tie)素(su)體(ti)選(xuan)擇性(xing)腐(fu)蝕，即(ji)腐(fu)蝕只(zhi)發生在(zai)δ鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)（或(huo)進(jin)一步分解(jie)為σ相(xiang)），結果呈海綿狀。
②. 熱(re)影響(xiang)區(qu)腐蝕
造成這種腐蝕的原因，是焊接過程中這里的溫度正好處在敏化區，有充分的時間析出碳化物，從而產生了晶間腐蝕。 晶間腐蝕是腐蝕局限在晶界和晶界附近而晶粒本身腐蝕比較小的一種腐蝕形態，其結果將造成晶粒脫落或使材料機械強度降低。 晶間腐蝕的機理是“貧鉻理論”。不銹鋼因含鉻而有很高的耐蝕性，其含鉻量必須要超過12%，否則其耐蝕性能和普通碳鋼差不多。不銹鋼在敏化溫度范圍內（450～850℃），奧氏體中過飽和固溶的碳將和鉻化合成 Cr23C6 ，沿晶界沉淀析出。 由于奧氏體中鉻的擴散速度比碳慢，這樣，生成 Cr23C6 所需的鉛必然從晶界附近獲取，從而造成晶界附近區域貧鉻。如果含鉻量降到12%（鈍化所需極限含鉻量）以下，則貧鉻區處于活化狀態，作為陽極，它和晶粒之間構成腐蝕原電池，貧鉻區陽極面積小，晶粒陰極面積大，從而造成晶界附近貧鉻區的嚴重腐蝕。
③. 熔合線處的刀(dao)口腐(fu)蝕
一般發生在用Nb及Ti穩定的不銹鋼（347不銹鋼及321不銹(xiu)鋼）。
刀口腐(fu)蝕大多發生在氧化性介質中。刀口腐蝕示意如圖4所示。
d. 磨損腐蝕
也稱沖刷腐蝕。當腐蝕性流體在彎頭、三通等拐彎部位突然改變方向，它對金屬及金屬表面的鈍化膜或腐蝕產物層產生機械沖刷破壞作用，同時又對不斷露出的金屬新鮮表面發生激烈的電化學腐蝕，從而造成比其他部位更為嚴重的腐蝕損傷。 這種損傷是金屬以其離子或腐蝕產物從金屬表面脫離，而不是像純粹的機械磨損那樣以固體金屬粉末脫落。 如果流體中夾有氣泡或固體懸浮物時，則最易發生磨損腐蝕。不銹鋼的鈍化膜耐磨損腐蝕性能較差，鈦則較好。蒸汽系統、H2S-H2O系統對碳鋼管道彎頭、三通的磨損腐蝕均較嚴重。
e. 冷凝液(ye)腐蝕
對于(yu)含水蒸氣的熱腐蝕性氣體管道，在保溫(wen)層中(zhong)止處或破(po)損處的內壁，由于(yu)局部溫(wen)度降至露(lu)(lu)點(dian)以下，將(jiang)發(fa)生冷凝現(xian)象，從而造成冷凝液腐蝕，即露(lu)(lu)點(dian)腐蝕。
f. 涂層破損(sun)處(chu)的局(ju)部大氣銹蝕
對于化工廠(chang)的碳鋼管(guan)線，這種(zhong)腐蝕有(you)(you)時會很(hen)嚴重，因為化工廠(chang)區的大氣中常常含有(you)(you)酸(suan)性氣體，比(bi)自然(ran)大氣的腐蝕性強(qiang)得多。
3. 應力腐蝕（Stress Corrosion）
金屬材料在拉應力和特定腐蝕介質的共同作用下發生的斷裂破壞，稱為應力腐蝕破裂(lie)。發生應力腐蝕破裂的時間有長有短，有經過幾天就開裂的，也有經過數年才開裂的，這說明應力腐蝕破裂通常有一個或長或短的孕育期。 應力腐蝕裂紋呈枯樹枝狀，大體上沿著垂直于拉應力的方向發展。裂紋的微觀形態有穿晶型、晶間型（沿晶型）和兩者兼有的混合型。 應力的來源，對于管道來說，焊接、冷加工及安裝時殘余應力是主要的。 并不是任何的金屬與介質的共同作用都引起應力腐蝕破裂。其中金屬材料只有在某些特定的腐蝕環境中，才發生應力腐蝕破裂。表1列出了容易引起應力腐蝕開裂的管道金屬材料和腐蝕環境的組合。
表(biao)1 易(yi)產生應力腐蝕(shi)開裂的金(jin)屬材料和腐蝕(shi)環境組(zu)合（選自SH 3059附錄E）
a. 堿脆
金(jin)屬(shu)在堿(jian)液中的(de)應力腐(fu)蝕破裂稱堿(jian)脆。碳鋼(gang)、低合(he)金(jin)鋼(gang)、不銹鋼(gang)等(deng)多(duo)種金(jin)屬(shu)材料皆(jie)可(ke)發(fa)生堿(jian)脆。碳鋼(gang)（含低合(he)金(jin)鋼(gang)）發(fa)生堿(jian)脆的(de)趨(qu)勢如圖5所示(shi)。
圖5 碳鋼在(zai)堿液中的應力(li)腐蝕(shi)破裂區
由圖5可知，氫氧化(hua)鈉濃(nong)度在5%以(yi)上的全部濃(nong)度范圍內碳(tan)鋼幾乎都可能產生堿(jian)脆(cui)(cui)，堿(jian)脆(cui)(cui)的最(zui)低(di)溫(wen)度為(wei)50℃，所(suo)需堿(jian)液的濃(nong)度為(wei)40%～50%，以(yi)沸點附近(jin)的高溫(wen)區最(zui)易發生, 裂紋呈晶間型。
奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼發生堿(jian)(jian)(jian)(jian)脆(cui)(cui)的(de)(de)趨勢如(ru)圖6所示。氫氧(yang)化鈉濃(nong)度(du)在0.1%以(yi)上的(de)(de)濃(nong)度(du)時(shi)18-8型(xing)奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼即可發生堿(jian)(jian)(jian)(jian)脆(cui)(cui)。以(yi)氫氧(yang)化鈉濃(nong)度(du)40%最危險，這時(shi)發生堿(jian)(jian)(jian)(jian)脆(cui)(cui)的(de)(de)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)115℃左右。 超低(di)碳不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)堿(jian)(jian)(jian)(jian)脆(cui)(cui)裂(lie)紋為(wei)(wei)穿晶型(xing)，含碳量高時(shi)，堿(jian)(jian)(jian)(jian)脆(cui)(cui)裂(lie)紋則為(wei)(wei)晶間型(xing)或混(hun)合(he)(he)型(xing)。當(dang)奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)加入2%鉬時(shi)，則可使其堿(jian)(jian)(jian)(jian)脆(cui)(cui)界限縮小，并(bing)向堿(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)高濃(nong)度(du)區域移動。鎳(nie)和(he)鎳(nie)基合(he)(he)金具有較高的(de)(de)耐應力腐(fu)蝕的(de)(de)性能(neng)，它的(de)(de)堿(jian)(jian)(jian)(jian)脆(cui)(cui)范(fan)圍(wei)變得狹窄，而且位于高溫(wen)濃(nong)堿(jian)(jian)(jian)(jian)區。
圖6 產(chan)生應(ying)力腐蝕破裂的燒(shao)堿濃(nong)度(du)(du)與溫度(du)(du)關系 注：曲線上(shang)部(bu)為(wei)危(wei)險區
b. 不銹(xiu)鋼的氯離子應(ying)力腐(fu)蝕破裂
氯(lv)(lv)離(li)子不(bu)(bu)(bu)(bu)但(dan)能引起(qi)(qi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)孔蝕，更能引起(qi)(qi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)(po)裂。 發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)(po)裂的(de)臨界(jie)(jie)氯(lv)(lv)離(li)子濃度(du)隨溫度(du)的(de)上升而(er)減小(xiao)，高(gao)溫下，氯(lv)(lv)離(li)子濃度(du)只要達到 10-6 ，即能引起(qi)(qi)破(po)(po)(po)裂。發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)氯(lv)(lv)離(li)子應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)(po)裂的(de)臨界(jie)(jie)溫度(du)為(wei)70℃。 具有氯(lv)(lv)離(li)子濃縮的(de)條件（反(fan)復蒸干、潤濕）是最易發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)破(po)(po)(po)裂的(de)。工業(ye)中發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)氯(lv)(lv)離(li)子應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)(po)裂的(de)情況相當普遍。 不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)氯(lv)(lv)離(li)子應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕破(po)(po)(po)裂不(bu)(bu)(bu)(bu)僅僅發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)在管(guan)道的(de)內(nei)壁，發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)在管(guan)道外壁的(de)事例也屢見不(bu)(bu)(bu)(bu)鮮(xian)，如(ru)圖7所示。
圖7 不銹鋼(gang)管(guan)道應力(li)腐(fu)蝕破裂(lie)
作為管(guan)外(wai)側的(de)(de)腐蝕因素，被認(ren)為是(shi)保(bao)溫(wen)材料(liao)的(de)(de)問題(ti)，對(dui)保(bao)溫(wen)材料(liao)進行分析的(de)(de)結(jie)果，被檢驗出含有約0.5%的(de)(de)氯離(li)子。這個數(shu)值(zhi)可認(ren)為是(shi)保(bao)溫(wen)材料(liao)中含有的(de)(de)雜質，或由(you)于(yu)保(bao)溫(wen)層破損、浸入(ru)的(de)(de)雨水中帶(dai)入(ru)并(bing)經過濃縮的(de)(de)結(jie)果。
c. 不銹鋼連多硫(liu)酸應力腐蝕破裂
以加氫(qing)脫硫(liu)裝置(zhi)最(zui)為典型，不銹鋼(gang)連多硫(liu)酸(suan)的應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕破裂頗為引人關注。 管道在正(zheng)常(chang)運(yun)行時，受硫(liu)化氫(qing)腐(fu)蝕，生(sheng)成(cheng)的硫(liu)化鐵(tie)，在停車(che)檢修時，與空氣(qi)中的氧及(ji)水反應(ying)生(sheng)成(cheng)了連多硫(liu)酸(suan)。在Cr-Ni奧氏體不銹鋼(gang)管道的殘余應(ying)力(li)(li)較大的部位(wei)（焊(han)縫(feng)熱影響(xiang)區、彎管部位(wei)等）產生(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋。
d. 硫化物(wu)腐蝕破(po)裂
①. 金屬在(zai)同時含有(you)硫化氫及水(shui)的介質中發(fa)生(sheng)的應(ying)力腐蝕(shi)破裂(lie)即為硫化物腐蝕(shi)破裂(lie)，簡稱(cheng)硫裂(lie)。在(zai)天然氣、石油(you)采集，加(jia)工煉制，石油(you)化學(xue)及化肥(fei)等工業部門常常發(fa)生(sheng)管道、閥(fa)門硫裂(lie)事故。發(fa)生(sheng)硫裂(lie)所需的時間短則幾天，長則幾個月到幾年(nian)不等，但(dan)是未見超過(guo)十年(nian)發(fa)生(sheng)硫裂(lie)的事例。
②. 硫裂的裂紋較粗，分支較少，多為穿晶型，也有晶間型或混合型。發生硫裂所需的硫化氫濃度很低，只要略超過 10-6 ，甚至在小于 10-6 的濃度下也會發生。
碳鋼(gang)(gang)和(he)低(di)合金鋼(gang)(gang)在20～40℃溫(wen)度(du)范(fan)圍內對硫(liu)裂(lie)的(de)(de)敏感性最大(da)，奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)硫(liu)裂(lie)大(da)多發(fa)生在高(gao)溫(wen)環境中(zhong)。隨著溫(wen)度(du)升高(gao)，奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)硫(liu)裂(lie)敏感性增加。 在含硫(liu)化氫及(ji)水的(de)(de)介(jie)質中(zhong)，如果同時含醋(cu)酸，或(huo)者二氧化碳和(he)氯化鈉，或(huo)磷化氫，或(huo)砷、硒、銻、碲的(de)(de)化合物或(huo)氯離(li)子，則對鋼(gang)(gang)的(de)(de)硫(liu)裂(lie)起促進作用(yong)。
對于奧氏體不銹鋼的硫裂，氯離子和氧起促進作用，304L不銹鋼和316L不銹鋼對硫裂的敏感性有如下的關系：H2S+H2O＜H2S+H2O+Cl- ＜H2S+H2O+ Cl- +O2 （硫裂的敏感性由弱到強）。 對于碳鋼和低合金鋼來說，淬火+回火的金相組織抗硫裂最好，未回火馬氏體組織最差。鋼抗硫裂性能依淬火+回火組織→正火+回火組織→正火組織→未回火馬氏體組織的順序遞降。
鋼(gang)(gang)的(de)(de)強度(du)越(yue)(yue)高(gao)，越(yue)(yue)易發(fa)生硫裂(lie)。鋼(gang)(gang)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)越(yue)(yue)高(gao)，越(yue)(yue)易發(fa)生硫裂(lie)。在發(fa)生硫裂(lie)的(de)(de)事故(gu)中，焊(han)(han)縫特(te)別是(shi)(shi)熔(rong)合線是(shi)(shi)最易發(fa)生破(po)裂(lie)的(de)(de)部位(wei)，這(zhe)是(shi)(shi)因為這(zhe)里的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)最高(gao)。 NACE對碳鋼(gang)(gang)焊(han)(han)縫的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)進行了(le)嚴(yan)格的(de)(de)規(gui)定：≤200HB。這(zhe)是(shi)(shi)因為焊(han)(han)縫硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)分(fen)布比母材(cai)復雜(za)，所以對焊(han)(han)縫硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)規(gui)定比母材(cai)嚴(yan)格。焊(han)(han)縫部位(wei)常發(fa)生破(po)裂(lie)，一方面(mian)是(shi)(shi)由于焊(han)(han)接殘余應力的(de)(de)作用，另一方面(mian)是(shi)(shi)焊(han)(han)縫金屬、熔(rong)合線及熱(re)影響區出現淬硬(ying)(ying)組織的(de)(de)結果。為防止(zhi)硫裂(lie)，焊(han)(han)后(hou)進行有效的(de)(de)熱(re)處(chu)理十分(fen)必要。
e. 氫損傷(shang)
氫滲透進入(ru)金(jin)屬內部而造成金(jin)屬性能(neng)劣化稱為氫損(sun)傷，也稱氫破壞(huai)。
氫(qing)損(sun)傷(shang)可(ke)分為四種不同(tong)類(lei)型(xing)：氫(qing)鼓泡、氫(qing)脆、脫(tuo)碳和氫(qing)腐蝕。
①. 氫鼓泡(pao)及氫誘(you)發階梯裂(lie)紋。
主要發生在含濕硫化氫的介質中。
硫化氫在水(shui)中(zhong)離解：
鋼在硫化氫(qing)水溶液中發生電化學腐蝕：
由上(shang)述(shu)過程可以看出，鋼在(zai)這種環境中(zhong)，不僅會(hui)由于(yu)(yu)陽極(ji)反應而發生一般腐蝕，而且由于(yu)(yu)S2-在(zai)金屬表面的吸附對氫(qing)原子(zi)復合氫(qing)分子(zi)有阻礙作用，從(cong)而促進氫(qing)原子(zi)向金屬內滲透(tou)。
當(dang)氫(qing)原子(zi)向(xiang)鋼(gang)(gang)中滲(shen)透擴散(san)時，遇到(dao)了裂(lie)(lie)縫(feng)、分層、空(kong)隙、夾渣等缺陷(xian)，就聚(ju)集起(qi)來結合成(cheng)(cheng)氫(qing)分子(zi)造成(cheng)(cheng)體(ti)積膨脹，在(zai)鋼(gang)(gang)材(cai)內(nei)(nei)部產(chan)生(sheng)極大壓(ya)力(li)（可達數百兆帕(pa)）。 如果這些(xie)缺陷(xian)在(zai)鋼(gang)(gang)材(cai)表面(mian)附近(jin)，則(ze)形成(cheng)(cheng)鼓泡，如圖8所(suo)示。如果這些(xie)缺陷(xian)在(zai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)內(nei)(nei)部深(shen)處，則(ze)形成(cheng)(cheng)誘發(fa)裂(lie)(lie)紋。它是沿軋制方向(xiang)上產(chan)生(sheng)的(de)(de)相互平行的(de)(de)裂(lie)(lie)紋，被短的(de)(de)橫(heng)向(xiang)裂(lie)(lie)紋連(lian)接起(qi)來形成(cheng)(cheng)“階(jie)梯(ti)”。 氫(qing)誘發(fa)階(jie)梯(ti)裂(lie)(lie)紋輕者(zhe)使(shi)鋼(gang)(gang)材(cai)脆化(hua)，重者(zhe)會使(shi)有效壁厚減小(xiao)到(dao)管道過載、泄(xie)漏(lou)甚至斷裂(lie)(lie)。
氫鼓泡需要一個硫化氫臨界濃度值。有資料介紹，硫化氫分壓在138Pa時將產生氫鼓泡。如果在含濕硫化氫介質中同時存在磷化氫、砷、碲的化合物及CN-時，則有利于氫向鋼中滲透，它們都是滲氫加速劑。 氫鼓泡及氫誘發階梯裂紋一般發生在鋼板卷制的管道上。
②. 氫(qing)脆
無論以什么方式進入鋼內的氫，都將引起鋼材脆化，即伸長率、斷面收縮率顯著下降，高強度鋼尤其嚴重。若將鋼材中的氫釋放出來（如加熱進行消氫處理），則鋼的力學性能仍可恢復。氫脆是可逆的。 H2S-H2O介質常溫腐蝕碳鋼管道能滲氫，在高溫高壓臨氫環境下也能滲氫；在不加緩蝕劑或緩蝕劑不當的酸洗過程能滲氫，在雨天焊接或在陰極保護過度時也會滲氫。
③. 脫碳
在工業制氫裝置中(zhong)，高(gao)溫(wen)氫氣管道易產生(sheng)碳損傷。鋼中(zhong)的滲碳體在高(gao)溫(wen)下與氫氣作(zuo)用生(sheng)成甲烷：
反應結果導(dao)致表(biao)面層的(de)滲碳體(ti)(ti)減少(shao)，而(er)碳便從鄰近的(de)尚未(wei)反應的(de)金屬層逐漸擴散到此反應區，于是有一定厚(hou)度(du)的(de)金屬層因(yin)缺碳而(er)變為鐵素體(ti)(ti)。脫碳的(de)結果造成鋼(gang)的(de)表(biao)面強度(du)和疲勞極限的(de)降低(di)。
④. 氫腐蝕
鋼受到(dao)高溫高壓氫作用后，其力學性能(neng)劣化，強度、韌性明(ming)顯降(jiang)低，并且是不可(ke)逆(ni)的，這種現象稱為氫腐蝕。
氫(qing)腐蝕的(de)歷(li)程可用圖(tu)9來解(jie)釋：
圖9 氫腐蝕的歷程(cheng)
氫(qing)腐蝕的(de)過程(cheng)大致可分為(wei)三個階段：孕育期(qi)，鋼的(de)性能沒(mei)有變化；性能迅速變化階段，迅速脫碳，裂紋快速擴展(zhan)；最后階段，固(gu)溶體(ti)中碳已耗盡(jin)。
氫腐蝕的孕育期是重要的，它(ta)往往決(jue)定了鋼(gang)的使用壽(shou)命。
某氫壓(ya)力下產生氫腐蝕(shi)有一起始溫度，它(ta)是衡量鋼(gang)材抗氫性能的(de)指(zhi)標。低(di)于(yu)這個溫度氫腐蝕(shi)反應速度極慢，以至孕育期超過正常使用壽命。碳鋼(gang)的(de)這一溫度大約在220℃左右。
氫(qing)(qing)分(fen)壓也有一個(ge)起始點(dian)（碳鋼大約在1.4MPa左右），即無(wu)論溫(wen)(wen)度多(duo)高，低于此分(fen)壓，只發生(sheng)表面脫碳而不發生(sheng)嚴重的(de)氫(qing)(qing)腐蝕。 各種抗氫(qing)(qing)鋼發生(sheng)腐蝕的(de)溫(wen)(wen)度和(he)壓力組合條(tiao)件，就是(shi)著名的(de)Nelson曲線（在很多(duo)管道器材選用標準(zhun)規范內(nei)均有此曲線圖，如SH3059《石油化工(gong)管道設計器材選用通(tong)則》）。
冷加(jia)工(gong)變形(xing)，提高了碳、氫的擴散(san)能(neng)力，對腐蝕起加(jia)速(su)作用。
某氮肥廠，氨合成塔出口至廢熱鍋爐的高壓管道，工作溫度320℃左右，工作壓力33MPa，工作介質為H2、N2、NH3 混合氣，應按Nelson曲線選用抗氫鋼。其中有一異徑短管，由于錯用了普通碳鋼，使用不久便因氫腐蝕而破裂，造成惡性事故，損失非常慘重。
