一、硫化氫（H?S）的危害：為何必須嚴防死守？

硫化氫是一種劇毒、易燃易爆的酸性氣體，其危害主要體現在：

1. 劇毒性： 低濃度（>10ppm）即可引起眼睛和呼吸道刺激；濃度達到100ppm以上，短時間內即可導致嗅覺失靈（“嗅覺疲勞”）；濃度超過500ppm，可迅速導致昏迷、呼吸麻痹甚至“閃電式”死亡。

2. 強腐蝕性： H?S溶于水形成弱酸，能直接腐蝕金屬。更危險的是，它會導致硫化物應力腐蝕開裂（SSCC） 和氫致開裂（HIC）。

3. 氫脆（HIC/SSC）： 這是最致命的威脅。H?S腐蝕金屬時，產生的氫原子會滲入鋼材內部，在應力集中的區域（如焊縫、缺陷處）聚集并形成高壓氫氣泡，導致鋼材內部產生階梯狀裂紋（HIC）或在應力作用下發生脆性斷裂（SSC）。這種斷裂往往突然發生，無明顯征兆，極易引發管道爆裂、井噴、爆炸等 catastrophic 事故。

因此，在含H?S的“酸性環境”中服役的設備，其材料必須具備抵抗H?S腐蝕和氫脆的能力。

二、什么是硫化氫試驗？——專為“抗毒”而生的材料考驗

硫化氫試驗，通常指的是在模擬實際工況的酸性環境中，對金屬材料（尤其是碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等）進行的抗硫化氫應力腐蝕開裂（SSC）和抗氫致開裂（HIC）能力的評定試驗。它不是單一測試，而是一套完整的試驗體系。

核心試驗標準：NACE MR0175 / ISO 15156

這是全球油氣行業公認的權威標準，規定了在含H?S環境中使用的材料必須滿足的最低要求。根據此標準，主要進行以下兩類試驗：

1. HIC（Hydrogen Induced Cracking）試驗 —— 抗氫致開裂試驗

• 將試樣浸泡在按照NACE TM0284標準配制的酸性溶液中（通常為pH=3的Na?S溶液，充入H?S氣體至飽和）。

• 持續浸泡96小時（4天）。

• 取出后，對試樣進行超聲波探傷或切割后金相分析，檢查內部是否產生裂紋。

• 目的： 評估材料在靜態、飽和H?S溶液中，抵抗內部氫致裂紋形成和擴展的能力。

• 方法：

• 評判標準： 計算裂紋長度率（CLR）、裂紋厚度率（CTR） 和裂紋敏感率（CSR），要求均低于標準規定的閾值（如CLR<15%, CTR<5%, CSR<2%）。

2. SSC（Sulfide Stress Cracking）試驗 —— 抗硫化物應力腐蝕開裂試驗

• 使用恒載荷或四點彎曲等方式對試樣施加應力（通常為材料屈服強度的75%或80%）。

• 將受力試樣完全浸入按NACE TM0177標準配制的酸性溶液中（如Solution A: pH=2.7的CH?COOH+NaCl+H?S）。

• 持續暴露720小時（30天）。

• 目的： 評估材料在拉伸應力和H?S環境共同作用下，抵抗延遲脆性斷裂的能力。

• 方法：

• 評判標準： 試樣在規定時間內不發生斷裂，即為合格。

三、誰需要做硫化氫試驗？

• 油氣行業： 油田鉆采設備（鉆桿、套管、油管）、集輸管線、煉油廠反應器、換熱器、閥門、法蘭等。

• 石化與化工： 涉及含硫原料處理的裝置。

• 海上平臺： 海水環境與H?S可能共同作用，腐蝕風險更高。

• 材料制造商： 生產抗硫管線鋼、壓力容器鋼、不銹鋼等的鋼廠，需提供材料的HIC/SSC試驗報告作為質量證明。

• 工程公司與業主： 在項目招標和設備采購中，將HIC/SSC合格作為強制性技術要求。