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【摘要】加工含硫原油的炼油厂，设备及管线会出现H2S应力腐蚀，此种腐蚀对在石化装置的危害十分大，根据多年的现场经验，总结H2S应力腐蚀的出现及处理方法。
【关键词】腐蚀应力 腐蚀应力开裂 腐蚀介质
1 应力腐蚀的概念
金属材料的应力腐蚀开裂，是指在静拉伸力和腐蚀介质的共同作用下导致腐蚀开裂的现象。它与单纯由应力造成的破坏不同，这种腐蚀在极低的应力条件下也能发生；它与单纯由腐蚀引起的破坏也不同，腐蚀性极弱的介质也能引起腐蚀开裂。它往往是没有先兆的进展迅速的突然断裂，容易造成严重的事故，因此它是一种危害性极大的破坏形式。
腐蚀应力：产生应力腐蚀的应力主要是其中的静态应力，既包括外载荷和装配力引起的应力也可以是构件在加工、焊接、及加热过程中引起的内应力，但不管如何，导致应力腐蚀的必须是拉伸应力，压缩应力不会引起应力腐蚀，此外，这种应力还是比较轻微的应力。
腐蚀介质：产生应力腐蚀的材料和介质并不是任意的，只有二者是某种组合时才会发生应力腐蚀。引起普通钢应力腐蚀的腐蚀介质有：氢氧化物溶液；含有硝酸盐，碳酸盐，硫化氢的水溶液；海水，硫酸-硝酸混合液；融化的锌，锂；热的三氯化铁溶液；液氨。引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质有：酸性和中性的氯化物溶液；海水；熔融氯化物；热的氟化物溶液；热的氢氧化物溶液。
2 湿硫化氢腐蚀是指液相水和硫化氢共存（或含水物在露点以下）时硫化氢所引起的腐蚀
当容器承装的介质含有H2S且符合下列条件时，则为湿硫化氢应力腐蚀破裂环境：
①H2S分压大于或等于345Pa；
②介质中含有液相水或操作温度处于露点之下；
③介质PH<6，但当介质中含有氰化物时PH可大于7。
在加工含硫原油的炼油厂二次加工装置轻油系统中都普遍存在湿硫化氢腐蚀，在焊接接头残余应力和自身应力的作用下，加速了设备出现局部或整体腐蚀破坏。
湿硫化氢环境中腐蚀开裂的形式。湿硫化氢环境除了可以造成过程设备的均匀腐蚀外，更重要的是引起一系列与钢材渗氢有关的腐蚀开裂，具有有以下四种形式：氢鼓泡（HB），硫化氢应力腐蚀开裂（SSCC），氢诱导开裂（HIC），应力向氢诱导开裂（SOHIC）
3 H2S应力腐蚀在我公司生产中的案例
我单位从1998年投产以来一直在炼大庆管输原油，由于大庆原油品质好，是世界上著名的低含硫原油，所以开工以来设备的运行情况良好，没有出现应力腐蚀问题，在设计和选材上也没有过多考虑。近些年由于大庆原油产量下降，我们企业本身也在扩大生产规模，开始掺炼进口油，由于进口油含硫量高，致使一些工况下硫化氢含量超标，一些设备和管线开始出现了明显的应力腐蚀问题，而且这种腐蚀一旦形成，很快呈现，给装置的连续安全生产造成了极大的危害，以下是我们出现的几次明显的应力腐蚀情况：
（1）在裂解气压缩机的二段入口管线（DN600）及凝液罐的出口管线焊缝热影响区出现了大量的裂纹。裂解气经过一段压缩后出现了大量的凝液，游离水析出，形成了硫化氢水溶液，在压缩机的中间罐和二段入口管线产生了应力腐蚀，出现了大量的环向裂纹，主管线最长的裂纹有200mm，烃类介质出现了泄漏，裂纹上部较多，典型的应力腐蚀。
（2）一些轻质柴油的的换热器出现了非常严重的泄漏，打开换热器检查发现在管束换热管和管板的焊角周围，出现了大量的放射性裂纹，很多已经贯通，出现泄漏，经检查确定为硫化氢的应力腐蚀。
（3）精制系统承装处理废料的常压卧式储罐的鞍座加强版四周出现了大量的裂纹。分析发现溶液的介质内含有大量的硫化氢，因为鞍座处存在应力，致使产生严重的应力腐蚀。
4 应力腐蚀的处理
由于加工进口油初期出现了大量的应力腐蚀开裂，给装置的正常生产造成了极大的影响，尤其是压缩机的二段入口管线，情形非常严重，如果设备切出来处理还造成全装置的停工，损失非常大，经过紧急协商，确定了不停工处理方案，制作了专用的卡具，用带压堵漏方式解决了泄漏问题，又通过卡具的固定作用，使管子的裂纹不至于扩大和接管不至于撕裂造成更大的危害，经过上述处理，保证了事态没有恶化。但当时的危险仍然是十分巨大。停车检修期间的修复也走了一下弯路，第一次，我们只是更换了一段接管，也用火焊烤的方式进行了简单的焊后的热处理，但开工后仍然出现了裂纹，说明处理没有到位，没有彻底消除应力。第二次我们制定了专门的修复方案，委托有经验的队伍，调来了自动调温的现场热处理设备，进行电伴热加保温的方式，确保热处理的效果，首先对修复的部位进行了消氢热处理，焊后进行了全面的热处理，消除了残余应力，经过第二次修复之后，经过几年的运行，再没有出现应力腐蚀问题。
对于常压储罐的处理也是经过多次的修复，开始进行简单的补焊，发现焊接过程中裂纹会不停的扩展，反而越补越多，后来采取用堵漏胶封堵漏点，虽然堵住了漏点，但会有新的裂纹不断形成，不停的在处理，生产非常被动，最后，停工期间更换了该设备，新制作的设备整体进行了热处理，消除了设备本身的各种应力，经过处理后的设备就再也没有发生应力腐蚀。
对于换热器管板的应力腐蚀，简单的补焊根本不行，必须更换管束，新的管束管板的焊接一定进行焊前预处理，焊后整体热处理，否则很难保证在有硫化氢场合下的长周期使用，在化行业很大一部分管束的损坏都是由于应力腐蚀所引起。
从设备角度，一旦有腐蚀的介质存在而且不可避免，所有接触到腐蚀介质的设备和管道都要进行消除应力热处理，对于常压容器也不例外，焊接应力，设备支座等重量产生的应力都可以引起应力腐蚀。
设备或者压力管道出现了应力腐蚀，后果将是非常严重，必须及时处理，如果系统停车损失严重，补救的办法不是进行简单的补焊，这样会扩大裂纹，采取带压堵漏的方式用非加热的方式避免裂纹的扩展，然后进行必要的固定，避免轴向破坏造成严重的管道破裂
一旦能够进行焊接作业，一定要先进行消氢处理，现场可以用电热带进行焊前热处理，焊接作业后要现场检查是否形成裂纹，合格后进行消除应力热处理，这个步骤非常重要，否则很快还会出现第二次破坏。我们有过类此的经历，一定要弄清楚腐蚀机理，然后指定修复方案。
另外，金属材料的应力腐蚀开裂还有一个特点是金属的开裂与金属本身厚度无关。常见的厚度大腐蚀也慢（均匀腐蚀）的情况在这里不适用。因此，靠增加金属厚度来延缓应力腐蚀破裂几乎是无效的。
【关键词】腐蚀应力 腐蚀应力开裂 腐蚀介质
1 应力腐蚀的概念
金属材料的应力腐蚀开裂，是指在静拉伸力和腐蚀介质的共同作用下导致腐蚀开裂的现象。它与单纯由应力造成的破坏不同，这种腐蚀在极低的应力条件下也能发生；它与单纯由腐蚀引起的破坏也不同，腐蚀性极弱的介质也能引起腐蚀开裂。它往往是没有先兆的进展迅速的突然断裂，容易造成严重的事故，因此它是一种危害性极大的破坏形式。
腐蚀应力：产生应力腐蚀的应力主要是其中的静态应力，既包括外载荷和装配力引起的应力也可以是构件在加工、焊接、及加热过程中引起的内应力，但不管如何，导致应力腐蚀的必须是拉伸应力，压缩应力不会引起应力腐蚀，此外，这种应力还是比较轻微的应力。
腐蚀介质：产生应力腐蚀的材料和介质并不是任意的，只有二者是某种组合时才会发生应力腐蚀。引起普通钢应力腐蚀的腐蚀介质有：氢氧化物溶液；含有硝酸盐，碳酸盐，硫化氢的水溶液；海水，硫酸-硝酸混合液；融化的锌，锂；热的三氯化铁溶液；液氨。引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质有：酸性和中性的氯化物溶液；海水；熔融氯化物；热的氟化物溶液；热的氢氧化物溶液。
2 湿硫化氢腐蚀是指液相水和硫化氢共存（或含水物在露点以下）时硫化氢所引起的腐蚀
当容器承装的介质含有H2S且符合下列条件时，则为湿硫化氢应力腐蚀破裂环境：
①H2S分压大于或等于345Pa；
②介质中含有液相水或操作温度处于露点之下；
③介质PH<6，但当介质中含有氰化物时PH可大于7。
在加工含硫原油的炼油厂二次加工装置轻油系统中都普遍存在湿硫化氢腐蚀，在焊接接头残余应力和自身应力的作用下，加速了设备出现局部或整体腐蚀破坏。
湿硫化氢环境中腐蚀开裂的形式。湿硫化氢环境除了可以造成过程设备的均匀腐蚀外，更重要的是引起一系列与钢材渗氢有关的腐蚀开裂，具有有以下四种形式：氢鼓泡（HB），硫化氢应力腐蚀开裂（SSCC），氢诱导开裂（HIC），应力向氢诱导开裂（SOHIC）
3 H2S应力腐蚀在我公司生产中的案例
我单位从1998年投产以来一直在炼大庆管输原油，由于大庆原油品质好，是世界上著名的低含硫原油，所以开工以来设备的运行情况良好，没有出现应力腐蚀问题，在设计和选材上也没有过多考虑。近些年由于大庆原油产量下降，我们企业本身也在扩大生产规模，开始掺炼进口油，由于进口油含硫量高，致使一些工况下硫化氢含量超标，一些设备和管线开始出现了明显的应力腐蚀问题，而且这种腐蚀一旦形成，很快呈现，给装置的连续安全生产造成了极大的危害，以下是我们出现的几次明显的应力腐蚀情况：
（1）在裂解气压缩机的二段入口管线（DN600）及凝液罐的出口管线焊缝热影响区出现了大量的裂纹。裂解气经过一段压缩后出现了大量的凝液，游离水析出，形成了硫化氢水溶液，在压缩机的中间罐和二段入口管线产生了应力腐蚀，出现了大量的环向裂纹，主管线最长的裂纹有200mm，烃类介质出现了泄漏，裂纹上部较多，典型的应力腐蚀。
（2）一些轻质柴油的的换热器出现了非常严重的泄漏，打开换热器检查发现在管束换热管和管板的焊角周围，出现了大量的放射性裂纹，很多已经贯通，出现泄漏，经检查确定为硫化氢的应力腐蚀。
（3）精制系统承装处理废料的常压卧式储罐的鞍座加强版四周出现了大量的裂纹。分析发现溶液的介质内含有大量的硫化氢，因为鞍座处存在应力，致使产生严重的应力腐蚀。
4 应力腐蚀的处理
由于加工进口油初期出现了大量的应力腐蚀开裂，给装置的正常生产造成了极大的影响，尤其是压缩机的二段入口管线，情形非常严重，如果设备切出来处理还造成全装置的停工，损失非常大，经过紧急协商，确定了不停工处理方案，制作了专用的卡具，用带压堵漏方式解决了泄漏问题，又通过卡具的固定作用，使管子的裂纹不至于扩大和接管不至于撕裂造成更大的危害，经过上述处理，保证了事态没有恶化。但当时的危险仍然是十分巨大。停车检修期间的修复也走了一下弯路，第一次，我们只是更换了一段接管，也用火焊烤的方式进行了简单的焊后的热处理，但开工后仍然出现了裂纹，说明处理没有到位，没有彻底消除应力。第二次我们制定了专门的修复方案，委托有经验的队伍，调来了自动调温的现场热处理设备，进行电伴热加保温的方式，确保热处理的效果，首先对修复的部位进行了消氢热处理，焊后进行了全面的热处理，消除了残余应力，经过第二次修复之后，经过几年的运行，再没有出现应力腐蚀问题。
对于常压储罐的处理也是经过多次的修复，开始进行简单的补焊，发现焊接过程中裂纹会不停的扩展，反而越补越多，后来采取用堵漏胶封堵漏点，虽然堵住了漏点，但会有新的裂纹不断形成，不停的在处理，生产非常被动，最后，停工期间更换了该设备，新制作的设备整体进行了热处理，消除了设备本身的各种应力，经过处理后的设备就再也没有发生应力腐蚀。
对于换热器管板的应力腐蚀，简单的补焊根本不行，必须更换管束，新的管束管板的焊接一定进行焊前预处理，焊后整体热处理，否则很难保证在有硫化氢场合下的长周期使用，在化行业很大一部分管束的损坏都是由于应力腐蚀所引起。
从设备角度，一旦有腐蚀的介质存在而且不可避免，所有接触到腐蚀介质的设备和管道都要进行消除应力热处理，对于常压容器也不例外，焊接应力，设备支座等重量产生的应力都可以引起应力腐蚀。
设备或者压力管道出现了应力腐蚀，后果将是非常严重，必须及时处理，如果系统停车损失严重，补救的办法不是进行简单的补焊，这样会扩大裂纹，采取带压堵漏的方式用非加热的方式避免裂纹的扩展，然后进行必要的固定，避免轴向破坏造成严重的管道破裂
一旦能够进行焊接作业，一定要先进行消氢处理，现场可以用电热带进行焊前热处理，焊接作业后要现场检查是否形成裂纹，合格后进行消除应力热处理，这个步骤非常重要，否则很快还会出现第二次破坏。我们有过类此的经历，一定要弄清楚腐蚀机理，然后指定修复方案。
另外，金属材料的应力腐蚀开裂还有一个特点是金属的开裂与金属本身厚度无关。常见的厚度大腐蚀也慢（均匀腐蚀）的情况在这里不适用。因此，靠增加金属厚度来延缓应力腐蚀破裂几乎是无效的。