For en grad 2 titanium nedsænkningsvarmer, der bruges til at opvarme en 5 % natriumsulfidopløsning ved 40 grader, hvorfor forårsager sulfidanionen (S²⁻) hurtig brintabsorption (200 ppm/måned) og skørhed, mens klorid i samme koncentration kun forårsager mild grubetæring?

Grad 2 titanium i 5% natriumsulfid ved 40 grader absorberer brint med en hastighed på 100-300 ppm/måned og skøres på 1-3 måneder. Sulfidionen (S 2−) er et stærkt reduktionsmiddel og hæmmer produktionen af ​​en beskyttende TiO 2 belægning. Den katodiske reaktion involverer hydrogenudvikling: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − . Atomisk brint til titanium krystalgitter. I modsætning hertil forårsager klorid i samme koncentration kun milde pitting (0,05-0,10 mm/år), fordi der stadig kan dannes en passiv film.

Mekanisme af sulfid-induceret hydrogenabsorption

Sulfid vil reagere med titaniumoverfladen for at generere titaniumsulfid (TiS), som ikke er beskyttende. Det åbne-kredsløbspotentiale bevæger sig til -0,8 til -1,0 V i forhold til Ag/AgCl, hvor den dominerende katodiske reaktion er hydrogenudvikling. Hastigheden af ​​hydrogenabsorption er relateret til sulfidindholdet.

Kvantitativ hydrogenabsorption versus sulfidkoncentration

Na2S-koncentration (%) H Absorption (ppm/måned) Tid til 200 ppm H (måneder Fejltilstand 0.5 20-50 4-10 Skørhed 1.0 40-80 2.5-5 Skørhed 2.0 60-120 1.7-3.3 Skørhed 5.0 100-200 1-2 Hurtig skørhed 10.0 150-300<1 Immediate Material Selection Guide for Sulfide Service

Sulfidkoncentration % anbefalet materiale Forventet levetid (1,5 mm væg)
<1 Grade 7 titanium 1-2 years 1-5 Grade 7 + cathodic protection 6-12 months >5 PTFE or tantalum coated >5 år
En informeret specifikation

Brug ikke sulfidopløsninger med grad 2 titanium. Brug Grade 7 (palladium hæmmer H-absorption) eller PTFE-belagte varmelegemer. Ingeniøren vælger materialer, der er modstandsdygtige over for brintskørhed.