据报道，在多个开裂案例中都曾观测到硫化物应 力腐蚀开裂和氢脆并存的情况。
在含硫化氢酸性油气系统中，氢诱发裂纹常见于具 有抗硫化物应力腐蚀开裂性能的，延性较好的低、中强 度管线用钢和容器用钢上。氢脆是一组平行于轧制面， 沿着轧制方向的裂纹。它可以在没有外加拉伸应力的情 况下出现，也不受钢级的影响。
氢脆在钢材内可以是单个直裂纹，也可以是阶梯状 裂纹。氢脆极易起源于呈梭形、两端尖锐的MnS夹杂， 并沿着碳、锰和磷元素偏析的异常组织扩展，也可产生 于带状珠光体，沿带状珠光体和铁素体间的相界扩展。
硫化物应力腐蚀开裂通常发生在中高强度钢中或 焊缝及其热影响区等硬度较高的区域。普遍认为硫化 物应力腐蚀开裂的本质属氢脆。
2、氢脆
氢脆我们也在前面给出了它的定义，其典型破坏 特征是裂纹沿“之”字形扩展。学者认为，它也是硫 化物应力腐蚀开裂的一种特殊形式。
氢脆也常发生在焊缝热影响区及其它高应力集中 区，与通常所说的硫化物应力腐蚀开裂不同的是它对 钢中的夹杂物比较敏感。
固定应力可以来自外加载荷和内应力（由于不正确 的热处理、冷加工和焊接产生的残余应力）。但在实际 例子中氢脆和硫化物应力腐蚀破裂很难明确区分。
目前对氢脆和硫化物应力腐蚀破裂的机理存在多 种不同说法。其中之一为氢脆的压力理论认为含硫天 然气中的硫化氢（硫化物）与金属产生电化学反应， 形成氢离子渗入金属内部的晶格和缺陷处，逐渐结合 成氢分子，在金属内部产生很高的内压力，使金属韧 性下降而变脆。
因此，湿硫化氢环境除了可以造成石油、石化装备 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。一般认为，湿硫化氢环境中的开裂有：氢 鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂和应力导向氢致 开裂四种形式。其中以硫化物应力腐蚀开裂和氢脆为主， 是最具危险性的开裂形式。
1、硫化物应力腐蚀开裂
硫化物应力腐蚀开裂我们已经在前面给出了它的 定义。工程上有时也把受拉应力的钢及合金在湿硫化 氢及其他硫化物腐蚀环境中产生的脆性开裂统称为硫 化物应力腐蚀开裂。
腐蚀过程中，金属与介质之间有电子传输，腐蚀 结果使金属表面形成蚀坑、斑点和大面积腐蚀剥落、 剥脱等现象。造成设备减薄、穿孔、甚至引起爆破。
如某输气管线使用16MnФ630×8毫米螺旋焊接管， 由于管内低凹处积水，形成电化学失重腐蚀，造成两 次爆破事故。其中一次通气仅八个月就使8毫米厚的管 壁减薄为0.5毫米，引起爆破。
（2）敏感材料。纯金属一般不发生应力腐蚀，合金或含有杂 质的金属才易发生应力腐蚀开裂，就是说，不同的材料对盈利腐 蚀开裂的敏感的程度不同，较为敏感的材料有不锈钢、高强钢、 Cu、Al、Ti合金等。材料的强度水平或者说热处理及冷作硬化等 对这一敏感程度的影响很大，通常，材料的强度水平越高，越易 发生应力腐蚀。
（3）特定环境。某种材料只有在特定的腐蚀介质中才会发生 应力腐蚀，当然介质中的杂质对发生应力腐蚀的影响也是很大的。
二、 硫化氢腐蚀的主要类型 硫化氢水溶液对钢材发生电化学腐蚀的产物就是氢，
一般认为它有两种去向：一是氢原子之间有较大的亲和 力，易于结合形成氢分子排出；另一个去向就是由于原 子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢[H] 而渗透到金属的晶格内部，在一定条件下将导致材料的 氢脆和氢损伤。
至于氢脆是否为引起硫化物应力腐蚀破裂的一个 必要过程，尚需进一步证明。
钢材在湿环境中硫化氢会发生电离，使水具有酸 性，硫化氢在水中的电解反应式为：
H2S = H+ + HS- ----------------------（式2-1） HS- = H+ + S2- ---------------------（式2-2） 钢材在湿环境中由（式2-1）、（式2-2）电离出的H+是强去极 化剂，极易夺取金属的电子，促使阳极钢铁的溶解反应而导致 钢材的腐蚀。硫化氢电化学腐蚀阴、阳极过程如下：
硫化氢对钢材的腐蚀从腐蚀机理来说属于电化学 腐蚀的范畴，而主要的表现形式就是应力腐蚀开裂。
应力腐蚀开裂简称应力腐蚀，它是在拉应力和特定的腐蚀介 质共同作用下发生的金属材料的破断现象，它的发生一般认为需 同时具备三个条件，即：
（1）一定的拉应力。一般情况下，产生应力腐蚀的系统中存 在一个临界拉应力值，它低于材料的屈服点，可以是外加应力也 可以是内应力。
第二章 硫化氢的腐蚀与防护
一、含硫气田的腐蚀特征和影响因素 二、含硫气田的防腐措施 三、钻井、固井、酸化和测试作业中的注意事项

第一节 含硫气田的腐蚀特征和影响因素
一、 对含硫天然气腐蚀的一般认识及腐蚀机理 在常温、常压下，钢材在干燥的含硫化氢天然气
中没有腐蚀现象，只有在含硫化氢天然气中含有水份 时才会产生腐蚀并加速非金属材料的老化。
硫化氢对金属材料的腐蚀，最严重的是氢脆和硫化 物应力腐蚀开裂。氢脆破坏是金属在含硫天然气作用下， 由电化学反应过程产生的氢原子，渗入到金属晶格内部， 使材料变脆，但不一定引起破裂。
如果脱离腐蚀介质，氢即可从金属内部逸出，金属 的韧性会逐渐恢复，这一过程是可逆的。而硫化物应力 腐蚀破裂是金属在含硫天然气和固定应力两者同时作用 下产生的破裂，是一个不可逆过程。
硫化氢对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢 脆和硫化物应力腐蚀开裂，其中以后两者为主，一般 统称为氢脆破坏。
氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管 汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的 井喷失控或着火事故。
硫化氢对金属材料产生的电化学失重腐蚀，是指 金属和含硫天然气接触发生的电化学反应。
阳极： Fe –2e → Fe2+ 阴极： 2H+ +2e → Had + Had → 2H → H2 ↑
↓ [H] →钢中扩散 其中： Had -----钢表面吸附的氢原子； [H] -----钢中的扩散氢。 阳极反应的产物为：Fe2+ + S2- → FeS ↓
因此钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物就 是硫化亚铁，该产物通常是一种有缺陷的结构，它与 钢铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且点位较正， 于是作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池，对 钢基体继续进行腐蚀。