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多年來硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂(簡(jiǎn)稱SSCC)的問題困擾著石化裝備行業(yè)，由此造成的損失也很多，到底產(chǎn)生SSCC的原因是什么？經(jīng)查，國(guó)內(nèi)外都沿用了：硫化氬電離，腐蝕鐵，生成硫化亞鐵，硫化亞鐵電位較正，疏松多孔，加快腐蝕，在滲氫、拉應(yīng)力的共同作用下，產(chǎn)生裂紋和斷裂。這一理論使SSCC有些問題得不到圓滿的解釋，因此進(jìn)行了研究和驗(yàn)證，根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，從下述三個(gè)方面(實(shí)際是多個(gè)方面)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：（1）雙極性電化學(xué)腐蝕；（2）脆性開裂是從陰極區(qū)滲氫所致；（3）氫原子在鋼中可在某些地方匯集。

1、雙極性電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)

雙極性電化學(xué)腐蝕是一對(duì)正負(fù)電位相差比較大的電極 ，金屬導(dǎo)電體在它兩電極之間又形成一對(duì)新的正負(fù)極，電化學(xué)反應(yīng)都是在后形成的電極上進(jìn)行的。

實(shí)驗(yàn)方法：取一根長(zhǎng)100mm,粗4mm的鐵絲，一端(約30mm)鍍0.2mm的鋅，一端(約30mm)鍍0.1mm的銀，中間用寬5mm的塑料薄膜扎住，提起來，置于杯中，杯中食鹽的質(zhì)量濃度為10%的溶液，1.0N的鹽酸。

可觀察到雙極性電化學(xué)腐蝕的過程。即氫4氣不但在鋅鍍層上冒出,而且轉(zhuǎn)到旁邊的鐵基體上和銀鍍層上，銀鍍層旁邊的鐵基體鐵被腐蝕，鋅鍍層旁邊的鐵基體上氫離子被還原。

另一個(gè)試驗(yàn)是硫化亞鐵和氧化鐵對(duì)鐵基體所形成的雙極性腐蝕，取兩只大口的塑料瓶，一個(gè)瓶裝活化了的硫化亞鐵(用濾紙裹好)和含稀硫酸亞鐵的水溶液，一個(gè)裝活化了的氧化鐵(用濾紙裹好)和含稀硫酸高鐵的水溶液，兩瓶用φ4 mm的鐵絲穿起來(見圖2)。同時(shí)分別在兩瓶?jī)?nèi)放入同樣的鐵絲，以便和穿入的鐵絲比較。兩天后觀察，穿入在兩瓶的鐵絲，在氧化鐵瓶中的部分有腐蝕；在還原瓶的部分沒腐蝕，仔細(xì)觀看，還鍍上了微量的鐵。分別于兩瓶的鐵絲都沒變化。

上述試驗(yàn)證明了硫化亞鐵和氧化鐵分別同時(shí)存在時(shí)，會(huì)使鐵基體發(fā)生雙極性腐蝕和還原，而且腐蝕和還原速度很快。

2、氫脆性試驗(yàn)

取15根100 mm長(zhǎng)，直徑φ3mm的彈簧鋼絲，經(jīng)淬火調(diào)質(zhì)處理，分成三組，每組5根，其中一組不鍍，一組全鍍鋅，另-組只留中間10mm不鍍，其余全鍍鋅，鋅層厚度為0.2mm，然后三組一齊置于食鹽質(zhì)量濃度為10%的溶液，100 mL/L的鹽酸中。

此時(shí)可觀察到第二組中間不鍍的地方也在冒氫氣，待試件上的鋅剛退完，或者還沒有徹底退完時(shí)，就取出試件，馬上進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。

上述試驗(yàn)結(jié)果第一組不鍍的基本不顯脆性，為最好；第二組中間不鍍的最差(不鍍處是陰極滲氫最多)；第三組次之。在SSCC中硫化亞鐵電位為負(fù)值，且較大，能使鐵基體形成陰極,使其還原析氫和滲氫，因此會(huì)使罐基體發(fā)生氫脆性。

3、氫在鐵基體的狀態(tài)

盛裝氫的壓力容器，即便壓力很大，常溫下，向鋼中滲氫也是極少的，不足以引起嚴(yán)重后果，說明氫是以原子狀態(tài)進(jìn)入鋼中的而不是氫分子。在鋼中含氫量最多的是鐵鍍層，是過保和狀態(tài)。因此選了φ50 mm的圓鋼，鍍上0.2~0.5 mm的鐵，所用的工藝為低溫氯化亞鐵鍍鐵工藝，鍍好后迅速置于錠子油的燒杯中，錠子油溫度為30 ~ 50°C。

再放置一對(duì)正負(fù)極板，電壓約40~60 V，陰極板每隔10 s瞬間觸一下被鍍即可。觀察發(fā)現(xiàn)靠近陰極的一側(cè)冒得氣泡多，靠近陽(yáng)極的一側(cè)少，還可聽到鐵鍍層的爆裂聲，把被鍍件轉(zhuǎn)180°，還是靠近陰極的一側(cè)多。試驗(yàn)說明：被鍍件中的氫有些是帶電荷的(質(zhì)子)，會(huì)被陰極上的電子所吸引，所以冒得就多一些。

氫引起基體脆性開裂應(yīng)該和此種現(xiàn)象有關(guān)：電子會(huì)在有“缺陷”地方匯集，氫(質(zhì)子)有穿越性被吸引，所以就在“缺陷”點(diǎn)形成氫壓，加拉應(yīng)力造成了開裂。

4、結(jié)論

根據(jù)上述試驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果可得到如下結(jié)論：硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂原因是硫化氫電離，硫離子和鐵生成硫化亞鐵，硫化亞鐵電位為負(fù)值，且較大，能和電位較正的氧化鐵形成微電池的兩極，在電解質(zhì)不連續(xù)、兩電極電動(dòng)勢(shì)的作用下，可使基體微小部分形成雙極性微電池，陽(yáng)極區(qū)腐蝕，陰極區(qū)析氫，部分氫以原子態(tài)滲入基體，和拉應(yīng)力疊加，造成開裂。