Prečo sulfidový anión (S²⁻) pre titánový ponorný ohrievač 2. ​​stupňa používaný na ohrev 5 % roztoku sulfidu sodného na 40 stupňov spôsobuje rýchlu absorpciu vodíka (200 ppm/mesiac) a krehnutie, zatiaľ čo chloridy v rovnakej koncentrácii spôsobujú len mierne jamky?

Titán 2. stupňa v 5% sulfide sodnom pri 40 stupňoch absorbuje vodík rýchlosťou 100-300 ppm/mesiac a krehne za 1-3 mesiace. Sulfidový ión (S2−) je silné redukčné činidlo a inhibuje tvorbu ochranného povlaku Ti02. Katódová reakcia zahŕňa vývoj vodíka: 2H20 + 2e − → H 2 + 2OH − . Kryštalická mriežka atómového vodíka a titánu. Naproti tomu chlorid v rovnakej koncentrácii spôsobuje len miernu jamkovú jamku (0,05–0,10 mm/rok), pretože sa stále môže vytvárať pasívny film.

Mechanizmus absorpcie vodíka-indukovanej sulfidom

Sulfid bude reagovať s povrchom titánu za vzniku sulfidu titánu (TiS), ktorý nie je ochranný. Potenciál otvoreného- obvodu sa pohybuje na -0,8 až -1,0 V oproti Ag/AgCl, kde je dominantnou katódovou reakciou vývoj vodíka. Rýchlosť absorpcie vodíka súvisí s obsahom sulfidu.

Kvantitatívna absorpcia vodíka verzus koncentrácia sulfidu

Koncentrácia Na2S (%) H Absorpcia (ppm/mesiac) Čas do 200 ppm H (mesiace Režim zlyhania 0.5 20-50 4-10 Krehnutie 1.0 40-80 2.5-5 Krehnutie 2.0 60-120 1.7-3.3 Krehnutie 5.0 100-200 1-2 Rýchla krehnutie 10.0 150-300<1 Immediate Material Selection Guide for Sulfide Service

Koncentrácia sulfidu % odporúčaného materiálu Očakávaná životnosť (1,5 mm stena)
<1 Grade 7 titanium 1-2 years 1-5 Grade 7 + cathodic protection 6-12 months >5 PTFE or tantalum coated >5 rokov
Informovaná špecifikácia

Nepoužívajte roztoky sulfidov s titánom 2. stupňa. Použite stupeň 7 (paládium inhibuje absorpciu H) alebo ohrievače potiahnuté PTFE. Inžinier si vyberá materiály, ktoré sú odolné voči vodíkovému krehnutiu.