Zakaj sulfidni anion (S²⁻) pri potopnem grelniku iz titana stopnje 2, ki se uporablja za segrevanje 5-odstotne raztopine natrijevega sulfida pri 40 stopinjah, povzroči hitro absorpcijo vodika (200 ppm/mesec) in krhkost, medtem ko klorid pri enaki koncentraciji povzroči le blago luknjasto luknjico?

Titan stopnje 2 v 5 % natrijevem sulfidu pri 40 stopinjah absorbira vodik s hitrostjo 100–300 ppm/mesec in postane krhek v 1–3 mesecih. Sulfidni ion (S 2−) je močno redukcijsko sredstvo in zavira nastanek zaščitne prevleke TiO 2 . Katodna reakcija vključuje razvijanje vodika: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − . Kristalna mreža atomskega vodika do titana. Nasprotno pa klorid pri enaki koncentraciji povzroča le blago luknjanje (0,05–0,10 mm/leto), ker lahko še vedno nastane pasivni film.

Mehanizem sulfid{0}}inducirane absorpcije vodika

Sulfid bo reagiral s površino titana in ustvaril titanov sulfid (TiS), ki ni zaščiten. Potencial odprtega -vezja se premakne na -0,8 do -1,0 V v primerjavi z Ag/AgCl, kjer je prevladujoča katodna reakcija razvijanje vodika. Hitrost absorpcije vodika je povezana z vsebnostjo sulfida.

Kvantitativna absorpcija vodika v primerjavi s koncentracijo sulfida

Koncentracija Na2S (%) H Absorpcija (ppm/mesec) Čas do 200 ppm H (meseci Način napake 0.5 20-50 4-10 Krhkost 1.0 40-80 2.5-5 Krhkost 2.0 60-120 1.7-3.3 Krhkost 5.0 100-200 1-2 Hitra krhkost 10.0 150-300<1 Immediate Material Selection Guide for Sulfide Service

Koncentracija sulfida % Priporočen material Pričakovana življenjska doba (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 let
Informirana specifikacija

Ne uporabljajte raztopin sulfida s titanom stopnje 2. Uporabite grelnike stopnje 7 (paladij zavira absorpcijo H) ali grelnike s PTFE prevleko. Inženir izbere materiale, ki so odporni na vodikovo krhkost.