硫化氫的來源金屬腐蝕應急預案

硫化氫的來源金屬腐蝕應急預案第1頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月PerceptionofRiskTimePerceptionofriskRulesandsafeguardsdevisedheremaybeviolatedwhenperceptionsdecayovertime

時間

嚴重事故

風險感覺/知覺程度

隨時間推移,當風險意識減退時,所建立的法規(guī)和安全條例將被破壞.HSE管理體系第2頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章硫化氫的來源和特性第二章硫化氫的腐蝕特征和影響第三章硫化氫對人體的危害、急救與護理第四章硫化氫的檢測與防護第五章應急預案第六章含硫油氣井作業(yè)中的安全問題第4頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月硫化氫的來源和二氧化硫的來源硫化氫、二氧化硫危害、特征和特性對受害者的救援技術和急救方法.會使用和保養(yǎng)硫化氫,二氧化硫的檢測儀器.正確使用空氣呼吸器.限制空間的進入程序緊急集合區(qū)的位置,危險區(qū)域,風向判斷,及逃生路線的選擇.應急預案中的職責,對設備的影響,鉆遇硫化氫之前對鉆井液的處理.—現(xiàn)場監(jiān)督人員第5頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月概述

硫化氫是一種廣泛存在于自然界中的化學氣體。在石油鉆井行業(yè)中，高壓、深井的鉆探就會經(jīng)常遇到含有硫化氫的地層。目前，在我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的陸上油田中，就有許多油田不同程度的含有硫化氫氣體，主要有四川川東臥龍河地區(qū)、華北油田冀中凹陷、新疆地區(qū)、長慶油田等,（美國得克薩斯州含硫的氣田高達98%，前蘇聯(lián)70%的油氣田均含硫）有的含量甚至很高。比較典型的有：第6頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

——四川石油管理局含硫化氫氣田約占已開發(fā)氣田的78.6%,其中臥龍河氣田硫化氫含量10%；中壩氣田硫化氫含量6.75—13.3%；川東羅家寨氣田硫化氫含量6.7—16.6%?！A北油田晉縣趙蘭莊硫化氫氣田,硫化氫含量高達63%。事故鏈接第7頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

硫化氫是僅次于氰化氫的劇毒物，是極易致人死亡的有毒氣體。全世界每年都有人因硫化氫中毒死亡，已成為職業(yè)中毒中僅次于一氧化碳中毒死亡的第二大殺手。據(jù)東方網(wǎng)2003年6月報道，2001年1月至2003年5月,僅上海市就發(fā)生職業(yè)硫化氫中毒事故11起，42人中毒,13人死亡,死亡人數(shù)占全部職業(yè)中毒事故死亡人數(shù)的61.9%。在油氣鉆探、開采中，一旦高含硫化氫油氣井發(fā)生井噴失控，將導致災難性的悲劇。第8頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月塔河油田8區(qū)油藏H2S分布情況該區(qū)域長25公里，寬15公里，方圓近380平方公里。在該區(qū)域內有5處含硫區(qū)，最低的含硫量為2mg/m3,最高的含硫量為5000mg/m3；其中含硫量在50mg/m3以上的區(qū)域達100平方公里。含硫量在2500mg/m3的區(qū)域有60平方公里，其中有近8平方公里的區(qū)域含硫量高達5000mg/m3。第9頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月就是在這一高含硫區(qū)域內，目前分布著華北局西部公司的四個井隊，他們是：TK832井的70137井隊TK829井的60816井隊TK831井的60817井隊TK823井的60818井隊第10頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

事例：2001年，由華北局西部公司5010井隊施工的沙91井和2003年7003井隊施工的沙112井順利完井。兩個井位均位于塔河8區(qū)，施工區(qū)域硫化氫含量高達2500-5000mg/m3，是塔河油田含硫量最高的區(qū)域。兩個井隊從開鉆直到完井均沒有硫化氫外溢。后在采油時發(fā)現(xiàn)硫化氫，當?shù)孛襟w是這樣報道的“測得硫化氫濃度足以致人死亡”。據(jù)此推測，硫化氫濃度應在1000ppm以上。

第11頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月油氣鉆探開采中硫化氫氣體是客觀存在的，我們只要掌握了它的特性，有一套完善的硫化氫防護措施和管理制度，就完全可以保證人員的生命安全，杜絕硫化氫中毒事故的發(fā)生，實現(xiàn)優(yōu)質安全鉆井生產。因此，認識和了解硫化氫氣體的來源和危害，掌握一套硫化氫氣體的防護及處理知識就非常重要。第12頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第一講硫化氫的性質第13頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月一、什么是硫化氫？

硫化氫是一種無色、劇毒、強酸性氣體；其化學分子式是H2S，由兩個氫原子和一個硫原子組成；其分子量為34.08。硫化氫的相對密度為1.176，較空氣重，燃點為250度，燃燒時帶藍色火焰，并產生對眼和肺非常有害的二氧化硫氣體。

第14頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

硫化氫是動物、有機物或植物等經(jīng)細菌作用而生成。所以，它不僅在原油和天然氣、下水道和污水中發(fā)現(xiàn)，也可在沼澤地發(fā)現(xiàn)以及在各種工業(yè)和生物生產過程中產生。當環(huán)境中有低含量（0.13克/m3）硫化氫時，就會有一種類似臭雞蛋的氣味，含量稍高時就會有令人惡心的氣味。高含量時則無氣味，很難被發(fā)覺，因為此時人的嗅覺神經(jīng)已經(jīng)很快被麻痹，從而失去嗅覺。因此絕對不能憑聞氣味來檢測硫化氫是否存在。第15頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月二、硫化氫的特性

所有的氣體通常都是從以下七個主要方面描述的：顏色、氣味、密度、燃點、沸點、燃爆極限和溶解度（在水中）。硫化氫也不例外，我們可以通過以下七個方面的學習來全面、準確的了解硫化氫的特性。

第16頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、顏色硫化氫是無色、劇毒、酸性氣體，人的肉眼是看不見的。因此，用肉眼無法判斷硫化氫的存在與否。2、氣味低濃度的硫化氫有一種令人討厭的臭雞蛋味，可以損傷你的嗅覺。當聞到這種氣味時，就意味著有硫化氫溢出，繼而聞不到了，就意味著危險。因此，絕對不可以用鼻子來檢測這種氣體。0.13ppm->第17頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月西夏區(qū)發(fā)生硫化氫中毒事件時間：2004.09.16昨日，12名銀川市西夏區(qū)興涇鎮(zhèn)農民工在西夏區(qū)某煉油廠內施工時，受到硫化氫氣體的侵害，他們正在某煉油廠廠內施工時，突然帶有臭雞蛋味的氣體彌漫整個施工現(xiàn)場，他們并沒在意，繼續(xù)干活。2小時后，有的民工出現(xiàn)不同程度地出現(xiàn)頭暈、惡心、胸悶等癥狀。第18頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、密度硫化氫是一種比空氣重的氣體，其相對密度為1.176。因此，它常聚集在地勢低洼的地方，不易擴散。如地坑、地下室、大容器里等等。因此，工作時你應處于地勢較高的上風頭。4、爆炸極限當硫化氫氣體以適當?shù)谋壤?.3%—46%）與空氣或氧氣混合就會發(fā)生爆炸，造成令人恐懼的危險。第19頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

5、可燃性硫化氫氣體分子穩(wěn)定性很高，在近1700℃時才能分解。完全干燥的硫化氫在室溫下不與空氣中的氧氣發(fā)生反應，但點火時能在空氣中燃燒，燃燒時產生藍色火焰，并產生有毒的二氧化硫氣體。6、沸點液態(tài)的硫化氫沸點很低，因此，我們通常講的是氣態(tài)的硫化氫，其沸點為61.8度，熔點為-82.8度。第20頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

7、可溶性硫化氫氣體能溶于水、乙醇及甘油中，但化學反應不穩(wěn)定。硫化氫能在液體中溶解，就意味著它能存在于某些存放液體的（水、油、乳液、污水等等）容器中。硫化氫的溶解與溫度、氣壓有關，只要條件適當，輕輕地震動含有硫化氫的液體，也可使硫化氫氣體揮發(fā)到大氣中。

能溶于水,但溶解度隨著溫度的升高而下降.第21頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月二氧化硫二氧化硫（SO2）是主要的大氣污染物之一無色氣體。強烈辛辣刺激性氣體比空氣重，相對比重2.264非常大的毒性,比硫化氫弱易溶于水,1:40H2SO3不助燃第22頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月有硫燃燒的剌激性氣味，具有窒息作用，在鼻和喉粘膜上形成亞硫酸。二氧化硫的閾限值5.4mg/m3

(2ppm).暴露濃度低于20ppm，會引起眼睛、喉、呼吸道的炎癥，胸痙攣和惡心。暴露濃度大于50ppm，會剌激鼻和喉，流鼻涕、咳嗽和反射性支氣管縮小，大多數(shù)人不能在這種空氣中承受15min以上。第23頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月來源：主要來源于礦物質的燃燒，含硫礦石的冶煉、制取硫酸、磷肥等。自然界產生的二氧化硫很少,主在是硫化氫在空氣中氧化而生成的.二氧化硫在空氣中只能存留幾天,除被水沖洗和地面物體吸收外,都被氧化成硫酸物和硫酸氣溶膠,膠散射陽光,能見度降低,硫酸霧和酸性鹽腐蝕金屬和建筑材料和其它物品,并造成酸雨.第24頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月SO2是大氣的主要污染物之一，全世界人為排放量每年約為1.5億噸，礦物質燃燒占70%，SO2的排放90%以上集中在北半球的城市和工業(yè)區(qū)，造成了這些地區(qū)的大氣污染問題。倫敦曾多次發(fā)生有煤煙引起的大氣污染的煙霧事件，被稱為倫敦煙霧。SO2一般在大氣中只存留幾天，除被降水沖洗和地面物體吸收的部分外，都被氧化成硫酸物和硫酸鹽氣溶膠，硫酸鹽可在大氣中存留一個星期以上，能漂移1000公里以外造成遠距離處的污染或廣域污染。SO2轉變成的硫酸鹽氣溶膠能散射陽光，使能見度降低，硫酸霧和酸性硫酸鹽腐蝕金屬、建筑材料和其它物品，并造成酸雨，“十五”期間我國計劃投入967億元，用于治理SO2和酸雨污染防治，確保到2005年使控制區(qū)內的排放量比2000年減少20%。第25頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、硫化氫的來源

硫化氫是有機質腐爛后的自然產物，廣泛存在于自然界中及多種生產過程中。如煤的低溫焦化、含硫油氣的開采和提煉、橡膠、皮革、硫化染料、動物膠加工等工業(yè)生產中都有硫化氫的產生；開挖沼澤地、溝渠、水井、下水道、涵洞、隧道以及清除垃圾、污物、糞便等作業(yè)，也常有硫化氫存在。據(jù)統(tǒng)計，目前有70多種職業(yè)涉及到硫化氫。第26頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

在石油工業(yè)的生產中，硫化氫存在于各個環(huán)節(jié)，如鉆井、試油、采油（采氣）、油氣集輸、煉化等等。在這些環(huán)節(jié)中最容易產生硫化氫氣體的地方主要有：鉆井、修井、采油和煉廠等。第27頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（一）、鉆井油氣井中硫化氫的來源可以歸納為以下幾個方面：1、熱作用于油層時，石油中的有機硫化物分解，產生出H2S。2、石油中的烴類和有機質通過儲集層水中硫酸鹽的高溫還原作用而產生H2S。3、通過裂縫等通道，下部地層中硫酸鹽層的H2S上竄而來。4、某些鉆井液處理劑在高溫分解作用下，也會產生H2S。第28頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）磺化酚醛樹脂達到100℃時可以分解成H2S。（2）三磺（丹煤、褐煤、環(huán)氧樹脂）150℃時可以分解H2S。（3）磺化褐煤130℃時可以分解成H2S。（4）本質素硫酸鐵鉻鹽180℃時可以分解H2S。（5）絲扣油高溫與游離硫反應生成H2S。

注意：一般含H2S井嚴禁使用紅丹絲扣油。第29頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

5、含硫的地層流體（油、氣、水）流入井內。6、某些洗井液中的添加劑（如木質磺酸鹽）在高溫（170—190度以上）時熱分解。7、石膏泥漿。被無水石膏浸污的泥漿中的硫酸鹽類的生物分解。8、某些含硫原油或含硫水被用于泥漿系統(tǒng)。第30頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）、修井

循環(huán)罐和油罐是修井時硫化氫的主要來源。循環(huán)罐、油罐和貯漿罐周圍有硫化氫氣體，這是由于修井時循環(huán)、自噴或抽吸井內的液體進入罐內造成的。硫化氫可以以氣態(tài)的形式存在，也可以存在于井內的鉆井液中。第31頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

需要注意的是：井內液體中的硫化氫可以通過液體的循環(huán)、自噴、抽吸或清洗油罐釋放出來。在井口、壓井液、放噴管、循環(huán)泵及管線中也可能有硫化氫氣體。

打開油罐頂蓋、計量孔蓋和封閉油罐的通風管，這些都是硫化氫向外釋放的途徑。第32頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）、采油在采油作業(yè)中有九處極易與硫化氫氣體接觸的場所，其中有六處與實際操作直接有關：1、水、油或乳劑的儲藏罐。2、用來分離油和水、乳化劑和水的分離器。3、空氣干燥器。4、輸送裝置，集油罐及其管道系統(tǒng)。5、用來燃燒酸性氣體的放空池和放空管匯。6、提高石油采收率也可能產生硫化氫。第33頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

此外，還有三處來源途徑與設備所在地有關：1、油氣裝載場所。2、計量站調整或維修儀器。3、用來提高空氣壓力的空氣壓縮機。第34頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（四）、酸洗輸油輸氣的管道在酸洗時也可以產生硫化氫氣體。酸洗油氣管道也是一種非常容易中毒的作業(yè)。酸洗一個高100英尺直徑60英尺的容器時，一磅硫化鐵可以使容器內硫化氫氣體的濃度達到1500ppm。1英尺=0.3048m1磅=0.4536kg第35頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月四、硫化氫的分布規(guī)律

及氣藏劃分

（一）、硫化氫的分布規(guī)律

硫化氫雖然廣泛存在于自然中，但其分布是有一定規(guī)律的，主要有以下三點：第36頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、硫化氫含量隨地層埋深的增加而增大。井深2600米時，硫化氫含量在0.1—0.5%之間，超過2600米或更深，硫化氫含量將超過2—23%。 2、多存在于碳酸鹽地層中，尤其存在于與碳酸鹽伴生的硫酸鹽沉積環(huán)境中。 3、平面分布上同一油氣田因客觀情況的不同，硫化氫含量差別也很大。第37頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）、硫化氫的氣藏劃分按照硫化氫含量的多少，可將硫化氫氣藏劃分為以下五類：

序號類別H2S含量1、無硫氣藏小于0.0014%2、低含硫氣藏0.0014—0.3%3、含硫氣藏0.3—1.0%4、中含硫氣藏1.0—5.0%5、高含硫氣藏>5.0%第38頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第二講硫化氫的危害第39頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月一、職業(yè)性安全暴露極限

硫化氫是一種有毒氣體，與它接觸可以從微弱的不適到死亡。為此，國家規(guī)定了三種職業(yè)性直接暴露的安全極限，用來保護工人的生命安全。職業(yè)性安全暴露極限的規(guī)定，明確界定了職工在有毒氣的工作場所中，可允許的暴露程度，指導人們更加安全的工作。第40頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月硫化氫濃度概念：

ppm指的是硫化氫氣體占空氣體積的百萬分之幾。

1、體積比濃度：H2S在空氣中的體積比表示為ppm。（國際標準）

1ppm=1/10000002、重量比濃度：H2S在1立方空氣中的重量表示為mg/m3。（行業(yè)標準）3、ppm與mg的換算：ppm=mg/1.51ppm=1.5mg/m3第41頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月閾限值:工作人員長期暴露都不會產生不利影響的某種有毒物質在空氣中最大值:10ppm.安全臨界濃度:工作人員露天安全工作8h可接受的硫化氫最高濃度:20ppm.危險臨界濃度:達到此濃度時,對生命和健康會產生不可逆轉的或延遲性影響:100ppm.含硫化氫天然氣:天然氣總壓≥0.4Mpa而且硫化氫的分壓≥0.0003Mpa.(含量大于50ppm)第42頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

H2S氣體的職業(yè)性直接暴露的安全規(guī)定如下，工作中且必須嚴格按照此規(guī)定去做：

1、15mg/m3(10ppm)：日工作8小時的暴露安全極限。

2、22mg/m3(15ppm):為短期暴露限制。

3、30mg/m3(20ppm)：最大暴露限制。

第43頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月二、硫化氫毒性劃分

不同濃度的硫化氫氣體所造成的不同毒性，對人體主要有以下影響：1、1mg/m3（0.67ppm）有明顯難聞的氣體味。2、15mg/m3（10ppm）（閾限值）長期暴露工作尚安全。3、30mg/m3（20ppm）（安全臨界濃度）露天安全工作8小時可接受的最高濃度。第44頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月4、150mg/m3（100ppm）2—5分鐘喪失嗅覺，咽喉腫痛、頭痛、惡心。5、300mg/m3（200ppm）很快失去知覺，眼痛、喉嚨痛。6、450mg/m3（300ppm）立即危及生命和健康的暴露值。7、750mg/m3（500ppm）失去理智和平衡力，呼吸困難，必須做人工呼吸。第45頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月8、1050mg/m3（700ppm）神志不清，大小便失禁。立即搶救，否則死亡。9、1500mg/m3（1000ppm）立刻喪失知覺，立即搶救，生死難定。10、3000mg/m3（2000ppm）立即死亡。第46頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月硫化氫的腐蝕特征

和影響因素第47頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月在油氣田開發(fā)和石油加工過程中，硫化氫的存在對這些行業(yè)的生產裝備有很大的腐蝕破壞作用。

如川局在雙龍構造上所鉆的雙11井，雙9井，天然氣含硫化氫濃度分別為4.89g/m3和5.41g/m3，兩井均在發(fā)生井噴的處理過程中，鉆具氫脆斷裂，而被迫完鉆。第48頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

事例：2003年，河南油田70119井隊在T708井的試采中發(fā)生氫脆斷裂。該井設計井深5600米。完井后試采一周，開始起鉆具，起了有500米左右突然發(fā)生氫脆斷裂，鉆具斷為好幾節(jié)掉入井內。事后測得井口硫化氫濃度為1000ppm左右，距離井口周圍方圓50米左右，測得硫化氫濃度為500——600ppm。最后不得不采取封井措施，放棄該井，造成兩千多萬的經(jīng)濟損失。第49頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月一、硫化氫的腐蝕特征硫化氫的腐蝕類型：

電化學失重腐蝕氫脆硫化物應力腐蝕破裂（SSCC）以后兩者為主，一般統(tǒng)稱為氫脆破壞。氫脆破壞往往可以造成井下管柱的突然斷落、地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞，甚至發(fā)生嚴重的井噴失控或著火事故。第50頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電化學失重腐蝕在常溫常壓下，干燥的硫化氫對金屬材料無腐蝕破壞作用，但硫化氫易溶于水而形成濕硫化氫環(huán)境，鋼材在濕硫化氫環(huán)境中才易引發(fā)腐蝕和破壞。濕硫化氫環(huán)境：美國腐蝕工程師協(xié)會（NACE）MR0175-97“油田設備抗硫化物應力開裂金屬材料”標準中規(guī)定如下：第51頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月1）酸性氣體系統(tǒng)：氣體總壓≥0.4MPa,并且H2S分壓≥0.0003MPa；(2)酸性多相系統(tǒng)：當處理的原油中有兩項或三項介質時,條件可放寬為：氣相總壓≥1.8MPa且H2S分壓≥0.0003MPa；當氣相總壓≤1.8MPa且H2S分壓≥0.07MPa;或氣相H2S含量超過15%.2）蘭石所1985年定義：在同時存在水和硫化氫的環(huán)境當中，當硫化氫分壓≥0.00035Mpa時，或同時存在水和硫化氫的液化石油氣中，當液相的硫化氫含量≥10×10-6時，則稱為濕硫化氫環(huán)境。（只是補充了根據(jù)H2S分壓在0.00035MPa時常溫下水中溶解度約為10×10-6的實事補充了液相的含量規(guī)定。第52頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電化學失重腐蝕:在有水的濕硫化氫環(huán)境中，硫化氫會溶于水發(fā)生電離，使水具有酸性：

H2S=H++HS-HS-=H++S2-第53頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月在濕硫化氫環(huán)境中由于電離出來的氫離子H+是強去極化性劑，極易奪取金屬的電子，促進陽極鋼鐵的溶解而導致鋼鐵的腐蝕。陽極：Fe-2eFe2+陰極：2H++2eHad+Had2HH2[H]鋼中擴散Had--鋼表面吸附的氫原子[H]--鋼中的擴散氫第54頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月陽極反應產物為：Fe2+進一步和H2S反應：XFe2+YH2SFexSY+2YH+FexSy—各種結構硫化鐵的通式因此鋼材受到硫化氫的腐蝕以后陽極的最終產物就是硫化亞鐵，是一種有缺陷的結構，它與鋼鐵表面的粘結力差，易脫落，易氧化，且電位較正，于是作為陰極與鋼鐵基體構成了一個活性微電池，對鋼基體繼續(xù)進行腐蝕。使鋼材產生蝕坑、斑點和大面積脫落，造成設備變薄、穿孔、強度變低、甚至造成破裂。第55頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2、氫脆和硫化物應力腐蝕破裂鋼材在濕硫化氫中腐蝕的另外一個產物是氫，一般認為有兩種去向：一氫原子之間有較大的親和力，相互結合成氫分子排出；另一個去向就是由于原子半徑極小的氫原子獲得足夠的能量后變成擴散氫而滲入鋼內部并溶入晶格中，溶于晶格中的氫有很強的游離性，在一定條件下將導致材料的脆化（氫脆）和氫損傷。第56頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月進入鋼材內部的氫原子會使材料變脆，但如果脫離腐蝕介質，從金屬內部逸出，金屬的韌性會逐漸恢復，這一過程是可逆的。（只是氫脆，而硫化氫應力腐蝕破裂是不可逆的。）第57頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月硫化氫應力腐蝕破裂是指硫化氫在離解時，所產生的HS-吸附在金屬表面上，不但促使陰極放氫加速，而且同硫化氫分子一起阻止原子氫結合成氫分子，使氫原子積聚在金屬表面并加速氫原子向金屬內部滲透，當遇到裂縫、空隙、晶格層間錯斷，夾雜或其它缺陷時，就會在有缺陷的地方聚集起來，結合成氫分子，氫分子比氫原子所占空間大20倍，造成極大壓力，在拉應力的共同作用下，就會使鋼材破裂，是一個不可逆的過程。第58頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月它是在拉應力和特定的腐蝕介質共同作用下發(fā)生的金屬材料的破斷現(xiàn)象。它的發(fā)生一般認為需同時具備三個條件：

1、一定的拉應力。2、敏感的材料。3、特定的環(huán)境。在實際中氫脆和硫化氫應力腐蝕破裂是很難明確區(qū)分的。第59頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月與鋼材有關的滲氫開裂有：氫鼓泡（HB）、氫致開裂（HIC）、硫化物應力腐蝕開裂（SSCC）、應力導向氫致開裂（SOHIC）。第60頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月氫鼓泡（HB）腐蝕過程中析出的氫原子向鋼中擴散，在鋼材的非金屬夾雜物、分層和其它不連續(xù)處聚集形成氫分子，由于氫分子的體積較大，難以從鋼的組織內部逸出，從而形成巨大內壓導致其周圍組織屈服，形成表面層下的平面孔穴結構稱為氫鼓泡，其平行于鋼板表面。它的發(fā)生無需外加應力，與材料的夾雜物等缺陷密切相關。第61頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月氫致開裂（HIC）在氫氣壓力作用下，不同層面上的相鄰氫鼓泡裂紋相互連接，形成階梯狀特征的內部裂紋稱為氫致開裂。有時也可擴展到金屬表面，HIC也不需要外加應力，一般與鋼中高密度的大平面夾雜物或合金元素在鋼中偏析產生的不規(guī)則微觀組織不關。第62頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月硫化物應力腐蝕開裂（SSCC）腐蝕產生的氫原子滲入鋼的內部固溶于晶格中，使鋼的脆性增加，在外加拉應力或殘余應力作用下，形成的開裂，叫硫化物應力腐蝕開裂。通常發(fā)生在高強度鋼、高內應力構件及硬焊縫上。開裂垂直于拉伸應力方向。第63頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月應力導向氫致開裂（SOHIC）在應力引導下，夾雜物或缺陷處因氫聚集而形成的小裂紋迭加沿著垂直于應力的方向發(fā)展導致的開裂稱為應力導向氫致開裂，即氫脆。是硫化物應力腐蝕開裂（SSCC）的一種特殊形式，也常發(fā)生在焊縫熱影響區(qū)及其它高應力集中區(qū)。主要對鋼中的夾雜物比較敏感。第64頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

美國杜邦化學公司曾分析在4年中發(fā)生的金屬管道和設備的685例破壞事故，有近60%是由于腐蝕引起，而在腐蝕造成的破壞中，應力腐蝕開裂占13.7%。根據(jù)各國大量的統(tǒng)計，在不銹鋼的濕態(tài)腐蝕破壞事故中，應力腐蝕開裂甚至高達60%，居各類腐蝕破壞事故之冠。第65頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月3、硫化氫應力腐蝕斷口特征

1、斷口平整，不存在塑性變形，象陶瓷斷口。2、主要發(fā)生在受拉應力時，斷口主裂紋與拉力方向垂直。

3、應力腐蝕破裂多發(fā)生在設備使用不久，屬于低應力下的破裂。

4、應力腐蝕破裂往往是突然性斷裂，沒有任何先兆。

5、裂源多發(fā)生在應力集中點，如傷痕、焊件的縫等。第66頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月1、溫度

失重腐蝕：是一個化學反應過程，隨溫度升高而加快。

應力腐蝕：22℃時最快

溫度升高敏感性下降。

某鋼材不發(fā)生斷裂的最高強度值可以從24℃的HRC15增加到93℃的HRC35二、硫化氫對金屬損傷的影響因素:斷裂時間溫度22OC應力失重第67頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2、PH值

越高越不腐蝕，如果溶液中含有氧或二氧化碳，對鋼材的腐蝕會加快。

第68頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月3、硫化氫濃度

一般濃度越高腐蝕速度越快，但高于某一濃度時變慢

300-500ppm腐蝕速度硫化氫濃度PPM溫度=26。7℃03006001200第69頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月4、鋼材自身的影響：硫化氫腐蝕時材料的影響因素最為顯暑，影響鋼材抗硫化氫應力腐蝕性能的主要有材料的顯微組織、強度、硬度以及合金元素等等。第70頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月A、金相組織

索氏體中碳化物呈均勻球形分布者，抗H2S腐蝕好，珠光體的抗硫性能次之,馬氏體最差；焊接處金屬組織呈馬氏體，缺陷多，易聚集氫分子，造成嚴重氫脆。

因此，在H2S環(huán)境的鋼材設備要盡量避免損傷表面或對設備進行冷加工，盡量減少殘余應力。第71頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月B、硬度

要求：硬度小于HRC22，H2S易使原來比較軟的金屬變硬，而原來較硬的金屬變脆而破裂，所以，較硬的金屬易受H2S的應力腐蝕。

C、存在應力集中和內應力(避免冷加工,減少殘余應力)，冷加工后的鋼材不僅使冷變形區(qū)的硬度增大，而且還產生一個很大的殘余應力。

第72頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月對硬度HRC≤22碳素鋼在正常情況下是安全的，而對冷軋或冷軋半成品則必須在T≥620度的溫度下回火，使其硬度HRC≤22；對焊接或鑄造的低合金鋼或中合金鋼建議采用退火或淬火后再進行T≥620度的高溫回火。合金元素：第73頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月四川局威遠23井，下入7″（N-80）的技術套管，對絲扣連接不放心，在連接處電焊加固，而這口井恰好含H2S，因井口壓力大，很快就將焊口蹩破，井口被抬起，引起爆炸著火，火焰高達100米，3分鐘后井架倒塌，燒了44天，損失1億多元。第74頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月5、時間:應盡量減少硫化氫溶液有管材的接觸時間.第75頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月三、硫化氫應力腐蝕開裂和氫損傷的預防1、選用抗硫管材：成份合理采用有害元素含量很低的純凈鋼材良好的淬透性和均勻細小的回火組織，硬度波動盡可能小回火穩(wěn)定性好，回火溫度高（大于600度）良好的韌性消除殘余拉應力第76頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月對淺、中深井盡量使用無機械傷痕、未冷加工的低硬度鉆桿；在硫化氫環(huán)境中使用的管材最大硬度不許高于HRC22，焊接及熱影響區(qū)應進行淬火+回火處理調質處理，使之硬度小于HRC22；對最小屈服強度大于655Mpa的鋼材應進行淬火+回火處理，以獲得抗硫化物應力腐蝕開裂的最佳能力。第77頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月原理：金屬表面氧化生成鈍化膜或改變金屬腐蝕電位起保護作用。主要有：鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽等2、加入緩蝕劑第78頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月3、控制溶液的PH值提高溶液PH值降低溶液中H+含量可提高鋼材對硫化氫的耐蝕能力，維持PH值在9~11之間，不僅可有效預防硫化氫腐蝕，又可同時提高鋼材疲勞壽命。第79頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

在地面設備、井口裝置、井下工具中，都有橡膠、浸油石墨、石棉繩等非金屬材料作密封件。它們在硫化氫環(huán)境中使用一段時間后，橡膠會產生鼓泡脹大，失去彈性；浸油石墨及石棉繩上的油被溶解而導致密封件的失效。此外，硫化氫對水基鉆井液具有較大的污染，它會使鉆井液性能發(fā)生變化，如密度下降，PH值下降，粘度上升，以至形成不動的凍膠，顏色變?yōu)橥呋疑?、墨色或墨綠色。五、硫化氫對非金屬材料的腐蝕第80頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

防硫應急預案第81頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月一、應急預案的制定

應急預案——也叫應急救援預案。意思是“應對緊急突發(fā)事故的救援方案”。指在發(fā)生事故時，所采取的消除、減少事故危害和防止事故惡化，最大限度降低事故損失的措施。預案——指事先預測危險源、危險目標可能發(fā)生事故的類別、危害程度，而制定的事故應急救援方案。第82頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月北京市供熱事故應急預案、環(huán)境污染和生態(tài)破壞突發(fā)事件應急預案、食物中毒事件應急預案、職業(yè)中毒事件應急預案、重特大傳染病疫情應急預案、處置突發(fā)恐怖襲擊事件和重大刑事案件工作預案。大風及沙塵暴、濃霧、冰雪、強降雨應急預案。第83頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）、制定應急預案的重要性

1、制定預案是國家法律、法規(guī)的要求?！吨腥A人民共和國安全生產法》第五章第68條、第69條就安全生產制定預案問題作了明確規(guī)定；國家安全生產監(jiān)督管理局及集團公司也都有相應的規(guī)定。2、制定預案可以減少事故中人員傷亡和財產損失。第84頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

據(jù)統(tǒng)計，2003年上半年，全國共發(fā)生一次死亡10人以上的特大事故68起，死亡1238人。每年各類事故造成的經(jīng)濟損失至少在40000億元以上。應急救援不力是生產安全事故后果嚴重的主要原因之一。國家安全生產專家劉鐵民研究員曾指出：“如果有完善的應急救援措施，至少可以減少30%—50%的人員傷亡和經(jīng)濟損失。第85頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、制定預案可以防止事故擴大，及時實施救援，最大限度地降低損失。如不防范或防范不力，事故是可以逐級放大的，超過了一定的“度”，事故的性質就會發(fā)生根本性的轉變。4、制定預案是實現(xiàn)本質安全運行管理的需要。5、通過預案的編制，可以發(fā)現(xiàn)預防系統(tǒng)的缺陷，從而修改、完善預防系統(tǒng)，促進事故預防工作。第86頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）、制定應急預案的原則

1、制定預案應遵循預防為主的原則。所謂“防患于未然”、“防微杜漸”。2、制定預案必須堅持統(tǒng)一領導、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一指揮的原則。3、制定預案前應對作業(yè)區(qū)內和可能涉及到的范圍的環(huán)境、人員、設施進行調查，尤其對公共聚集地要心中有數(shù)。第87頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

4、制定預案應充分考慮公眾的利益。應急預案不僅僅是為了自身利益，更是為了維護所在地公眾的利益。5、預案的內容應符合所在國的有關法律、法規(guī)和標準。6、堅持單位自救和社會救援相結合的原則。7、預案應人人皆知，保存在有利于啟動的地方。第88頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）、制定預案的要求

1、領導和專家相結合的方式。2、科學分析、充分論證，嚴謹、統(tǒng)一、完整，具有科學性。3、應急預案應符合當?shù)氐目陀^情況，便于操作，達到迅速控制事故的目的。4、應急預案制定或修訂后，必須經(jīng)本級安全生產第一責任人審批，報上一級主管部門批準后到相應部門備案以備實施，確保預案的法律保證和權威性。第89頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）、應急預案的內容

應急預案應包括以下內容但不限于以下內容?？筛鶕?jù)實際情況增改。1、應急救援的組織機構和職責。2、應急救援及控制措施，包括搶險救護等。3、應急通訊，如報警、呼叫消防、醫(yī)院等內外部聯(lián)絡方式及號碼。4、預先告知危險區(qū)內政府和居民的規(guī)定。第90頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月井隊常見的應急預案1、井噴應急預案2、火災應急預案3、交通事故應急預案4、防H2S應急預案5、急救應急預案----觸電、燒傷、溺水、機械傷害、急性中毒、傳染病處理、放射性傷害6、自然災害應急預案第91頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月預先通知危險區(qū)內居民的規(guī)定應包括：硫化氫的危險和特點。緊急反應方案的必要性。硫化氫可能的來源。緊急情況發(fā)生時通知給公眾的方式。緊急情況發(fā)生時所應采取的步驟。第92頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月預案中還應包括的附加信息：安全撤離路線安全救生設施的位置含硫化氫設施的位置附近電話或其它通信設施的位置特殊天氣和地形給與指導的程序第93頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

5、事故發(fā)生后應采取的工藝處理措施。6、有害物質的潛在危險及應采取的應急措施。7、人員的撤離及危險區(qū)隔離計劃。8、應急物資、器材的配備。9、應急逃生及善后調查處理的規(guī)定。10、應急演練、評估與修訂。第94頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月預案特別注意

1、必須對井場周圍2km以內的居民住宅、學校、醫(yī)院、廠礦等進行勘測，并在設計書上標明位置。在有危險情況下，應立即通知上述單位人員迅速撤離。2、必須有當?shù)蒯t(yī)院、公安、當?shù)卣?、當?shù)叵?、急救中心的電話?、應經(jīng)常進行防硫化氫演習，井場設有專用警示牌，以警示硫化氫的出現(xiàn)。4、每個井隊都要制定防硫化氫應急預案。第95頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月二、硫化氫防護演練

（一）、演練的目的：演練的目的在于驗證預案的可行性及符合實際情況的程度。1、檢驗應急指揮中心的應急能力。2、檢驗隊伍在發(fā)生緊急情況時的適應性及相互間的協(xié)調程度。3、通過應急演練，提高職工應對緊急情況的救災技術及能力。4、通過演練后的評估，發(fā)現(xiàn)預案存在的問題，提出改進意見。第96頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）、演練的要求：1、演練的計劃必須細致周密，要把各級應急力量和應該配備的器材組成統(tǒng)一的整體。2、演練的內容是根據(jù)演練的任務要求和規(guī)模而定，演練的秩序強調時間性，演練的程序要符合邏輯。3、演練用的記號、標志和指令要統(tǒng)一。4、檢查項目和考核內容標準清楚，易與考核評價。5、演練的模擬條件要有一定的廣度。第97頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）、演練分類：

應急演練分為室內演練（臺面演練）和現(xiàn)場演練兩種?，F(xiàn)場演練：按事故預想設置實地演練，現(xiàn)場演練又可分為單項演練、部分演練、綜合演練。

第98頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

（四）、演練的評審（評估）演練后的評估是每個演練者再次學習和全面提高的機會。對組織指揮者來說，通過評估可以發(fā)現(xiàn)應急預案中的問題，有針對性修改、完善預案。演練評估后要形成書面報告上報上級主管部門。報告的內容包括：

1、演練中發(fā)現(xiàn)的主要問題。2、對演練準備情況的評價。第99頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、對預案有關程序、內容的建議和改進意見。4、對器材、訓練設備方面的改進意見。5、演練的最佳順序和時間的建議。6、對演練預想設置的意見。7、對演練指揮機關的意見。8、其它事宜。

演練后要對預案中存在的問題及時修訂。修訂后的應急預案要及時通知所有參與應急預案的有關人員。

第100頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月防硫化氫應急預案示例第101頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)場應急領導小組及職責組成組長：甲方工程監(jiān)督、鉆井隊長副組長：鉆井工程師、安全員、副隊長、支部書記、地方政府應急組織負責人。成員：鉆臺大班、大班司鉆、電氣（機械）工程師、泥漿組長、司鉆、副司鉆、衛(wèi)生員、電工、材料員、成本員、地質小隊長，地方應急組織安全負責人。第102頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月小組職責：組長職責：鉆井工程師職責：安全員職責：副隊長職責：支部書記職責：第103頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月各行動小組當班控制組：現(xiàn)場搶險突擊組現(xiàn)場醫(yī)療救護組安全警戒組第104頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月資源配備人力資源—主要崗位人員情況一覽表井場逃生路線圖.井場布置圖.周邊居民分布圖.應急設備配置表.第105頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月硫化氫應急預案一、應包括的內容：應急組織機構應急崗位職責現(xiàn)場監(jiān)測制度應急程序---報告程序、人員撤離程序、點火程序。培訓與演練:鉆井隊、試油隊、修井作業(yè)的防噴演習要和防硫化氫演習同時進行，每天進行一次H2S防護演習，一旦所有工作人員的練習都滿意后可改為一星期一次。第106頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月某井隊防H2S應急預案一旦發(fā)現(xiàn)硫化氫氣體應迅速報警，令在場人員盡快戴上呼吸器，除留必要人員在場進行處理外，其它人員應逆風向離開現(xiàn)場。同時應緊急報告公司應急指揮中心和地方政府，并協(xié)助危險區(qū)域內的居民疏散。第107頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月某井隊H2S溢出緊急處理程序當監(jiān)測到空氣中的硫化氫濃度達到20mg/m3時，應立即啟動以下應急處理程序：1）聽到報警信號后，各行動小組迅速趕赴現(xiàn)場，危險作業(yè)區(qū)人員必須在45秒內戴好空氣呼吸器，所有非工作人員立即到上風口的安全區(qū)集合。2）當班控制組按“四.七”關井，立即控制井口。3）隊長立即向上級應急指揮中心匯報，并取得當?shù)馗鞑块T的支援。4）現(xiàn)場搶險突擊組支援當班控制組做好搶險工作。5）醫(yī)療小組帶上藥品到集合點，并清點人數(shù)。6）援救隊戴上呼吸器按指定的線路搜救未到人員。7）安全警戒組負責安全防護器材的現(xiàn)場提供。8）安全警戒組負責對周邊有毒有害物質的監(jiān)測，負責第108頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月通知周圍所有的居民撤離到安全區(qū)以外，做好交通管制，確定集合點和撤離線路。9）安全官負責現(xiàn)場嘗試監(jiān)測,監(jiān)督現(xiàn)場搶險的安全工作10)當班控制組完成井口控制后,根據(jù)指令盡快壓井.11)當井噴無法控制時,應立即采取措施放噴,必要時啟動失控點火程序.12)接到撤離指令后,各小組立即撤離現(xiàn)場措施,安全警戒組做好周邊3000M或5000M內的居民撤離.13)根據(jù)中毒情況將中毒人員送入醫(yī)院接受治療.14)啟動失控點火程序.—要先測量可爆氣體濃度.15)井噴控制后,撤離各種搶險物資,做好居民返回.16)各小組做好相應的行動記錄.第109頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月應急預案編制的內容機構和職責：應包括鉆井各相關方的組