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硫化氢H2S的腐蚀机理及其有效防护方案
日期:2024-05-21      作者:志盛威华

H2S作为一种强大的渗氢介质,其特性不仅在于提供了氢源,更在于其毒化作用,能够阻碍氢原子结合成氢分子的反应。这一特性使得钢铁表面的氢浓度得以提升,进而加速了氢向钢中的扩散溶解过程。尽管钢中氢含量通常极低,仅为百万分之几,但在实际工程应用中,钢材中的缺陷如晶界、相界和位错、三维应力区等,成为氢的富集区。这些区域与氢的结合能力强,使得氢难以扩散,一旦氢分子在这些区域形成,其累积的氢气压力可能高达3000atm,导致钢材脆化、塑性变形,并最终引发开裂。

硫化氢的腐蚀类型多样,包括电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀破裂。电化学失重腐蚀主要发生在硫化氢与水共存的条件下,通过电化学反应对金属表面造成损害。氢脆则是指金属在硫化氢的作用下,电化学反应产生的氢渗入金属内部,使材料变脆,但这一过程在脱离腐蚀介质后是可逆的。硫化氢应力腐蚀破裂则更为严重,涉及硫化氢离解产生的HS-吸附在金属表面,阻止氢原子结合成氢分子,导致氢原子在金属内部加速渗透。当氢原子遇到缺陷时,会形成氢分子,体积急剧扩大,产生巨大压力,与拉应力共同作用导致钢材破裂。这一过程是不可逆的,且在实际中,氢脆和硫化氢应力腐蚀破坏往往难以明确区分,一般统称为氢脆。

为了有效抵御硫化氢的腐蚀,推荐使用ZS-1034耐酸碱防腐涂料。该涂料以酚氟改性树脂为成膜溶液,结合纳米碳化硅、石墨、黑石粉、重石粉、氧化钇等填料,固化成型后具有极高的致密性,能有效屏蔽各类腐蚀性气体和液体的渗透。此外,其出色的防静电性能也能有效防止腐蚀介质的物理和化学腐蚀,为工程应用提供坚实的保护屏障。



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