硫化物应力腐蚀开裂（SSC）

1　概述

    硫化物应力腐蚀开裂可定义为金属在拉应力和硫化氢及水存在的综合作用下出现的开裂。SSC是由于在金属表面上进行的硫化腐蚀过程中产生了氢原子而发生的氢应力开裂。SSC通常容易发生在高强度（高硬度）钢的焊接熔合区或在低合金钢的强热影响区处。

    对SCC的敏感性与渗透到钢材内的氢的量有关，这主要与PH值和水中的H₂S含量这两个环境因素有关。典型地，人们发现钢中的氢溶解量在PH值接近中性的溶液中最低，而在PH值较低和较高的溶液中较高。在较低PH值中的腐蚀原因是因为H₂S，反之在高PH值中腐蚀是因为高浓度的二硫化物离子。若高PH值溶液中存在氰化物能够加剧氢渗透到钢材中。目前已知钢材对SCC的敏感性随H₂S含量（例如H₂S在气相中的分压，或液相中的H₂S含量）的增加而增大。H₂S含量为1ppm这样小浓度的水中也发现对SCC有敏感性。

    对SCC的敏感性主要与材料两种物理参数有关　硬度和应力水平。随着硬度的增加钢对SCC的敏感性也增加。通常对用于湿硫化氢环境的碳钢压力容器和管道不考虑SCC，因为它们具有较低的硬度（强度）。然而，焊接后的焊缝熔合区和热影响区具有高的残余应力。高的残余拉应力与焊缝结合增加了钢对SCC的敏感性。焊后热处理能够有效地减少残余应力，焊缝熔合区和热影响区的回火（软化）处理也有同样的效果。对每英寸厚度在大约1150℉下保温一小时（最少一小时）的热处理方法被证明是一种对碳钢有效的防止腐蚀性开裂的消除应力热处理方法。对低合金钢有时需要更高的温度。控制硬度和减少残余应力被认为是防止SCC的方法，在NACE RP 0472中有详细描叙。

2　基础数据

    表1中列出了确定碳钢和低合金铁素体钢设备和管线对硫化物应力腐蚀开裂敏感性所需的基础数据。如果无法确定准确的工艺参数，则需咨询知识丰富的工艺工程师来进行预测。

3　确定环境苛刻度

    如果没有水存在，则认为设备和管线对SCC没有敏感性。如果有水存在，则用从表1中得出的有关水中的H₂S含量和它的PH值的基础数据再从表2中估计环境苛刻度（潜在的氢溶解量）。

H.7.4　确定对SCC的敏感性

    用在表 2中确定的环境苛刻度以及在表1中得到的有关最大布氏硬度和焊件焊后热处理的基础数据，从表3中确定对SCC的敏感性。按图H-5中流程来确定硫化物应力腐蚀的敏感性。

图1　确定硫化物应力腐蚀的敏感性

表1　分析硫化物应力腐蚀所需的基础数据

表2　环境苛刻度

表3　SCC敏感度