1、碱腐蚀
由碱液浓缩导致的局部腐蚀通常发生在温度较高或高的热传递条件下，但是也会发生均匀腐蚀。受碱腐蚀影响的材料主要是碳钢、低合金钢和300系列不锈钢。碱腐蚀典型特征包括：局部的金属损失，如管道的沟槽局部减薄；沿水平管线在腐蚀物质浓缩的区域会有局部的凿槽，在垂直的管线可能会表现为一个环形的沟槽，在水平或倾斜的管线，沟槽可能发生在管道的上部或在管线相对一侧的纵向沟槽。在79℃以上，暴露在高浓度碱中会导致碳钢的均匀腐蚀；高于95℃时，腐蚀速率非常快。
碱腐蚀的主要影响因素是温度和浓度，碳钢和300系列不锈钢在高浓度碱液中有严重的腐蚀问题，蒙乃尔合金和一些镍基合金的腐蚀速率较低。
2、碱脆
钢材在常温、浓度较低的氢氧化钠溶液中，表面产生致密的保护膜；当浓度高于30％、温度高于80℃时，钢材的腐蚀速率迅速增加，温度越高，腐蚀速率越快。承受应力的部件（如焊缝附近的残余应力区），容易发生碱脆。
“碱脆”又称碱应力腐蚀开裂，是指存在高温碱液情况下，金属在拉伸应力和腐蚀共同作用下发生的脆性开裂。材料一旦发生应力腐蚀开裂，可以在没有明显征兆的情况下几分钟内破裂， 其扩展速度比其他类型的局部腐蚀速率要快几个数量级，所以碱脆是一种灾难性的失效。
3、碳钢在碱液中腐蚀机理
碳钢在NaOH溶液中的应力腐蚀开裂，主要是由于电化学反应的阳极过程所引起。碳钢在NaOH溶液中受OH-的钝化而形成表面钝化膜；但碳钢的钝化膜容易产生破口，在钝化膜破口处热浓的NaOH溶液对钢材产生强烈腐蚀，部分氢原子又渗入钢材内部引起氢脆，导致裂纹扩展。反应式如下：
阳极反应：
Fe＋4OH-→FeO22-＋2H2O＋2e
3FeO22-＋4H2O→Fe3O4＋6OH-＋H2
阴极反应：
2H2O＋2e→2OH-＋2H（渗入金属内部）→2OH-＋H2↑
总反应：
3Fe＋4H2O → Fe3O4＋4H2↑（ H 渗入金属内部）
根据下曲线，碳钢、低合金钢在区域A不会出现腐蚀性开裂；在区域B，未作消除应力处理的碳钢、低合金钢开裂敏感性明显提高；当温度超过82℃时，碳钢、低合金钢在所有碱液浓度下都有很高的开裂可能性。
碱脆的主要影响因素是碱液的浓度、 金属温度和拉伸应力大小。
尽管开裂敏感性在碱浓度小于5％时非常低，但是存在高温情况时（接近沸腾）会产生局部的高浓度区而增加开裂的敏感性。碳钢、低合金钢焊接部位及管件弯曲部位，由于施工与制造过程保留的残余应力较高，对碱腐蚀开裂敏感，消除应力热处理是一种有效的防止碱腐蚀开裂的方法。
金属材料在不同浓度、不同温度NaOH溶液下的应用范围见下图
4、焊缝区最易发生应力腐蚀开裂的原因
焊缝的“碱脆”，其实质就是焊缝区在碱液中的应力腐蚀开裂现象。设备施焊后，其焊缝会产生残余应力，该应力的大小与施焊时的焊接规范以及焊缝所处的约束状态有关。残余塑性变形最大的热影响区的部分金属，即焊接过程中被加热到500~850℃的那部分金属，尤其是在焊接过程中加热温度超过550℃和略低于再结晶区的金属，其应力腐蚀开裂的倾向性最大。
5、奥氏体不锈钢 PEM制氢设备
相关文献对于碱液用钢及合金以及不锈钢碱脆指出，奥氏体不锈钢对于NaOH和KOH溶液，当温度在100 ℃以下，浓度在50%左右，具有足够的耐腐蚀性。
奥氏体不锈钢碱脆现象产生于奥氏体不锈钢在苛性碱溶液中具有的“活化”行为，提高碱液的浓度和温度会促使不锈钢“活化”。300 系列不锈钢能较好抵御碱脆。一般认为其服役温度最大限度是 100℃，但在70～100℃区间钝化膜破坏后，在浓度较高的碱液中也会发生碱脆。奥氏体不锈钢与镍合金中的Ni含量越高，在NaOH溶液中的腐蚀率越低，几乎与合金中的Ni含量成正比。所以，CZ100（含镍≥95%的铸镍合金）抗碱性能最优，其次是Monel（含70% Ni－30% Cu的蒙乃尔合金）、Inconel 合金（含Ni约70%的Ni－Cr－Mo系英康乃尔合金）、CN7M合金（含Ni约30%的20号合金）。
不锈钢一般在100 ℃以上才能产生碱脆。合金元素Mo加入不锈钢并不能改善不锈钢的抗碱脆性能。不锈钢在碱液中引起的应力腐蚀与在其他介质中的应力腐蚀一样，均在应力和高温环境的条件下产生。但与其他应力腐蚀不同的是，这种应力腐蚀即使无氧的条件下也能发生。不锈钢的碱脆在碱液浓度为0.1%以下时不会发生，随着碱液浓度的增大，应力和温度的提高更容易产生开裂。
一般认为，氢氧化钠介质选材时，浓度小于42%，在室温至100℃下可以选用304（L），316（L）。浓度大42%，在室温至150℃下可以想选用纯镍、镍基合金。
6、KOH 碱液腐蚀速度图
图a中的材质为碳钢，图b中的材质为奥氏体不锈钢。图a中，在A区域，碳钢腐蚀速度低，且不发生碱脆。在B区域中，碳钢腐蚀速度低，但会发生碱脆，焊接或冷作加工后应消除应力热处理。在C区域中，碳钢腐蚀速度大，且碱脆倾向更大，不宜使用，应采用奥氏体不锈钢。
7、其它金属材质
铝、铅和钽在一切浓度（除极稀的溶液外）的氢氧化钠溶液中都能迅速腐蚀。铜及其合金在常温下对低浓度氢氧化钠有适当的耐腐蚀性，超过一定范围腐蚀性很大。
所有金属材料中，银对氢氧化钠的耐蚀性最好，其次是镍。它们能耐所有浓度和温度的氢氧化钠，直到熔融状态。金、铂和镍合金对各种浓度和温度的耐蚀性也很好。
材料等级越高耐碱脆性能越好，这主要归功于材料镍含量的增加，而银在碱液中的耐蚀性比镍更好。材料耐碱脆性能排序为银＞纯镍＞镍合金＞超级奥氏体不锈钢＞双相钢＞300系列不锈钢＞碳钢，在选用的时候要充分评估实际的合金成分、碱液浓度、碱液温度以及应力水平。
7、非金属材质
在非全属材料中，碳和石墨可以耐一切浓度和温度的氢氧化钠。陶瓷、玻璃、搪瓷等硅酸盐材料在低温稀碱液的腐蚀作用很慢，有时也用作酸碱中和设备，但碱液浓度和温度升高时，腐蚀严重，就不适用。橡胶是优良的耐碱材料。塑料中大部分品种耐碱，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧、吠喃、和氟塑料等。
8、氯碱行业参考
氯碱行业电解槽与碱性制氢电解槽具有一定的相似性。从电解槽阴极出来的 32%碱液经汽水分离器分离出大部分氯气之后，温度在 80~90℃之间，属于应力腐蚀环境。该碱液要重新返回电解槽进行循环，考虑到其温度，管道材料不宜采用碳钢，而不锈钢在80~90℃的 32%碱液中会产生一定的应力腐蚀，因此必须考虑发生腐蚀后Fe3+ 的问题。旭化成和北化机采用310S[w(Ni)≥20%]不锈钢，该材料为高 Ni、Cr质量分数的低碳不锈钢，韧性好、屈服强度低、耐应力腐蚀效果好。现在碱性制氢项目有部分业主在招标时明确碱液系统材质选用310S不锈钢。高纯氢气发生器
