溫度影響硫化鐵膜的成分。通常，在室溫下的濕H2S氣體中，鋼鐵表面生成的是無保護性的Fe9S8。在100℃含水蒸氣的H2S中，生成的也是無保護性的Fe9S8和少量FeS。在飽和H2S水溶液中，碳鋼在50%下生成的是無保護性的Fe9S8和少量的FeS；當溫度升高到100～150℃時，生成的是保護性較好的FeS和FeS2。
??? d. 暴露時間?在硫化氫水溶液中，碳鋼和低合金鋼的初始腐蝕速率很大，約為0.7mm/a，但隨著時間的增長，腐蝕速率會逐漸下降，有試驗表明2000h后，腐蝕速率趨于平衡，約為O.01mm/a。這是由于隨著暴露時間增長，硫化鐵腐蝕產(chǎn)物逐漸在鋼鐵表面上沉積，形成了一層具有減緩腐蝕作用的保護膜。
??? e. 流速?碳鋼和低合金鋼在含H2S流體中的腐蝕速率，通常是隨著時間的增長而逐漸下降，平衡后的腐蝕速率均很低，這是相對于流體在某特定的流速下而言的。如果流體流速較高或處于湍流狀態(tài)時，由于鋼鐵表面上的硫化鐵腐蝕產(chǎn)物膜受到流體的沖刷而被破壞或黏附不牢固，鋼鐵將一直以初始的高速腐蝕，從而使設備、管線、構(gòu)件很快受到腐蝕破壞。為此，要控制流速的上限，以把沖刷腐蝕降到最小。通常規(guī)定閥門的氣體流速低于15m/s。相反，如果氣體流速太低，可造成管線、設備低部集液，而發(fā)生因水線腐蝕、垢下腐蝕等導致的局部腐蝕破壞。因此，通常規(guī)定氣體的流速應大于3m/s。
??? f. 氯離子在酸性油氣田水中，帶負電荷的氯離子，基于電價平衡，它總是爭先吸附到鋼鐵的表面，因此，氯離子的存在通常會阻礙保護性的硫化鐵膜在鋼鐵表面的形成。氯離子可以通過鋼鐵表面硫化鐵膜的細孔和缺陷滲入其膜內(nèi)，使膜發(fā)生顯微開裂，于是形成孔蝕核。由于氯離子的不斷移入，在閉塞電池的作用下，加速了孔蝕破壞。在酸性天然氣氣井中與礦化水接觸的油層套管腐蝕嚴重，穿孔速率快，與氯離子的作用有著十分密切的關系。
??? g. CO2? CO2溶于水便形成碳酸，于是使介質(zhì)的pH下降，增加介質(zhì)的腐蝕性。CO2對H2S腐蝕過程的影響尚無統(tǒng)一的認識，有資料認為，在含有CO2的H2S體系中，如果CO2與H2S的分壓之比小于500:1時，硫化鐵仍將是腐蝕產(chǎn)物膜的主要成分，腐蝕過程受H2S控制。
??? (2) 硫化物應力開裂(SSCC)
??? ① SSCC的特點?在含H2S酸性油氣系統(tǒng)中，SSCC主要出現(xiàn)于高強度鋼、高內(nèi)應力構(gòu)件及硬焊縫上。SSCC是由H，S腐蝕陰極反應所析出的氫原子，在H：S的催化下進入鋼中后，在拉伸應力(外加/殘余)的作用下，通過擴散，在冶金缺陷提供的三向拉伸應力區(qū)富集而導致的開裂，開裂垂直于拉伸應力方向。
??? 普遍認為SSCC的本質(zhì)屬氫脆。SSCC屬低應力破裂，發(fā)生SSCC的應力值通常遠低于鋼材的抗拉強度。SSCC具有脆性機制特征的斷口形貌。穿晶和沿晶破壞均可觀察到，一般高強度鋼多為沿晶破裂。
??? SSCC破壞多為突發(fā)性，裂紋產(chǎn)生和擴展迅速。對SSCC敏感的材料在含H2S酸性油氣中，經(jīng)短暫暴露后，就會出現(xiàn)破裂，以數(shù)小時到三個月情況為多。
??? 發(fā)生SSCC鋼的表面無須有明顯的一般腐蝕痕跡。SSCC可以起始于構(gòu)件的內(nèi)部，不一定需要一個做為開裂起源的表面缺陷。因此，它不同于應力腐蝕開裂(SCC)必須起始于正在發(fā)展的腐蝕表面。
? ??② 影響SSCC的因素
? ??a. 環(huán)境因素
? ??H2S濃度?含H2S酸性油氣環(huán)境導致敏感材料產(chǎn)生SSCC的最低H2S含量，在NACE(美國腐蝕工程師學會)MR0175((油田設備抗硫化物應力開裂的金屬材料》和SY/T 0599—1998((天然氣地面設施抗硫化物應力開裂金屬材料要求》兩標準中都明確作了規(guī)定。
? ??含H2S酸性天然氣系統(tǒng)，當其氣體總壓等于或大于0.448MPa(絕)，氣體中的硫化氫分壓等于或大于0.00034MPa(絕)時，可引起敏感材料發(fā)生SSCC。天然氣中硫化氫氣體分壓等于天然氣中硫化氫氣體的體積分數(shù)與天然氣總壓的乘積。含H2S酸性天然氣是否會導致敏感材料發(fā)生SSCC，可按圖5-1-3進行劃分。
????含H2S酸性天然氣一油系統(tǒng)，當其天然氣與油之比大于1000m3/t時，作為含H2S酸性天然氣系統(tǒng)處理；當天然氣與油之比等于或小于1000m3/t時，能否引起SSCC，按圖5-1-4進行劃分，即系統(tǒng)總壓大于1.828MPa(絕)，天然氣中硫化氫分壓大于0.00034MPa(絕)；或天然氣中H2S分壓大于0.069MPa(絕)；或天然氣中H2S體積分數(shù)大于15%時，可引起敏感材料發(fā)生SSCC。
? ??溫度從圖5-1-5中可見，高溫對材料抗SSCC是有益的。溫度約24℃時，其斷裂所需時間最短，SSCC敏感性最大。當溫度高于24℃后，隨著溫度的升高，斷裂所需時間延長，SSCC敏感性下降。通常對SSCC敏感的材料均存在著一個不發(fā)生SSCC的最高溫度，此最高溫度值隨著鋼材的強度極限而變化，一般為65～120℃。如NACE MR0175規(guī)定了API 5CT-80(Q和T)級和C-95(Q和T)級油套管可用于65℃或65℃以上的酸性油氣環(huán)境；而P105和P110級油套管可用于80℃或80℃以上的酸性油氣環(huán)境。
pH ?pH表示介質(zhì)中H+濃度的大小。根據(jù)SSCC機理可推斷隨著pH的升高，H+濃度下降，SSCC敏感性降低。從圖5-1-6中可見，對P110油套管，當pH為2～3時，Sc值(NACE TM0177-90彎梁法試驗的臨界值)最低，則SSCC敏感性最高；隨著pH的增加，Sc值增大，這意味著SSCC敏感性隨著下降；當pH大于5時，Sc值可大于15，通常認為在此狀態(tài)下就不會發(fā)生SSCC。
????CO2? 在含H2S酸性油氣田中，通常都含有CO2，CO2一旦溶于水便形成碳酸，釋放出氫離
子，于是降低了含
H2S酸性油氣環(huán)境的pH，從而增大SSCC的敏感性。
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危險化學品目錄（2015版）
