硫化氢气体腐蚀测试方案

一、概述

硫化氢（H₂S）气体腐蚀测试是通过模拟含硫恶劣环境（如油气田、炼化厂、污水处理设施），评估金属材料、涂层、密封件等在H₂S作用下的耐蚀性能。测试方法涵盖恒温恒湿静态腐蚀、动态循环腐蚀、高压H₂S应力腐蚀试验（SSC）等，用于验证材料的抗硫化氢脆裂、点蚀及均匀腐蚀能力，确保设备在含硫工况下的安全性和服役寿命。

二、测试目的

1. ‌材料选型验证‌：筛选适用于高含硫油气井、化工管道的耐H₂S腐蚀材料（如双相不锈钢、镍基合金）。
2. ‌防护工艺评估‌：检测缓蚀剂、涂层（如环氧树脂+玻璃鳞片）对H₂S渗透的阻隔效果。
3. ‌失效分析‌：诊断H₂S导致的氢脆、硫化物应力开裂（SSC）或电化学腐蚀机理。
4. ‌合规认证‌：满足NACE、ISO、API等标准对油气装备的强制检测要求。

三、适用范围

• ‌检测对象‌：
  • 金属材料：碳钢、低合金钢、不锈钢、钛合金。
  • 防护层：化学镀镍、热喷涂铝涂层、橡胶密封件。
  • 焊接接头：焊缝及热影响区的抗H₂S腐蚀性能。
• ‌应用领域‌：
  • 油气井套管、输气管道、炼化反应釜、阀门、井下工具。

四、测试方法及标准

五、检测机构选择要点

1. ‌设备与资质‌：
   • 高压H₂S试验需配备防爆高压釜（压力≥20 MPa）、H₂S浓度在线监测（精度±5%）。
   • 实验室需具备NACE认证资质（如NACE MR0175/ISO 15156合规性测试能力）。
2. ‌样品要求‌：
   • 试样尺寸需符合标准（如NACE TM0177要求标距直径6.35 mm）。
   • 焊接试样需保留原始焊缝形貌（不得打磨或热处理）。
3. ‌报告内容‌：
   • 明确试验参数（H₂S分压、pH值、温度）、腐蚀形貌（SEM/EDS分析硫化物分布）。
   • 提供失效判定依据（如SSC裂纹长度、HIC裂纹敏感率）。

六、常用标准

• ‌国际标准‌：
  • ‌NACE TM0177-2022‌《金属在H₂S环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀的实验室试验》
  • ‌ISO 15156-1:2020‌《石油和天然气工业 油气开采中用于含H₂S环境的材料》
  • ‌ASTM G111-2021‌《高温或高压环境下腐蚀试验标准指南》
• ‌国内标准‌：
  • ‌GB/T 4157-2023‌《金属抗氢致开裂评定方法》
  • ‌SY/T 0599-2022‌《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》
• ‌行业规范‌：
  • 石油行业：API 5CT《油管和套管规范》（附录H抗SSC要求）
  • 化工行业：HG/T 20581-2020《钢制化工容器材料选用规范》