Kakšna je največja dovoljena koncentracija sulfita (g/L) za preprečevanje vodikove krhkosti pri potencialu katodne zaščite -0,9 V v primerjavi z Ag/AgCl za potopni grelnik iz titana, ki se uporablja za vzdrževanje 80 stopinj v 10-odstotni raztopini natrijevega sulfita za lovljenje kisika?

Titan je pasiven v 10% natrijevem sulfitu (Na2SO3) pri 80 stopinjah. Vendar se sulfitni ioni reducirajo pri katodnem potencialu -0,9 V v primerjavi z Ag/AgCl: SO₃²⁻ + 4H⁺ + 4e⁻ → S⁰ + 2H₂O (ali na S²⁻). Produkti redukcije lahko tvorijo titanov sulfid in nastane atomski vodik. Hitrost privzema vodika narašča s koncentracijo sulfita. Najvišja dovoljena koncentracija sulfita za preprečevanje vodikove krhkosti je 50 g/l. Absorpcija vodika nad 50 g/L presega 100 ppm/mesec, kar povzroči razpoke v 6-12 mesecih

Redukcija sulfita in mehanizem vodikove krhkosti

Pri katodni polarizaciji se sulfit reducira v elementarno žveplo ali sulfid. Žveplo se združuje s titanom, da ustvari TiS, krhko fazo. Atomski vodik nastane istočasno. Atomi vodika difundirajo v mrežo titana, pri čemer nastajajo hidridi. Razpoke pospešijo kombinacija sulfidne krhkosti in tvorbe hidridov.

Kvantitativna absorpcija vodika v primerjavi s koncentracijo sulfita

Kontrolirano testiranje titana stopnje 2 v Na 2 SO 3 pri 80 stopinjah s katodno zaščito -0,9 V v primerjavi z Ag/AgCl za 1000 ur je pokazalo naslednje. Absorpcija vodika je 10–20 ppm na 1000 ur pri 0 g/L Na₂SO₃ (osnovna vrednost) brez razpok. Pri 10 g/L je absorpcija 20-40 ppm in ni razpok. Absorpcija pri 25 g/L je 40-80 ppm in lahko pride do krhkosti. 50 g/L (ključno): absorpcija 80-150 delcev na milijon. pokanje se začne v 1.000-2.000 urah . 150-300 ppm pri 100 g/l. Razpoke v 500-1000 urah. Pri 200 g/L je absorpcija > 300 ppm in hitro poči.

Vodnik za koncentracijo sulfita za katodno zaščiten titan

Na2SO3 Koncentracija (g/L) H Absorpcija (ppm/1000 h) Čas razpokanja (ure) Priporočeno<25 <80 >5,000 Yes 25-50 80-150 1,000-5,000 Limited 50-100 150-300 500-2,000 No >100 >300 <500 Not advised
Določanje z znanjem

Natrijev sulfit pri 80 stopinjah s katodno zaščito (titanov grelec): največja koncentracija sulfita 25 g/l. Uporabite titan stopnje 7 za večje koncentracije ali znižajte potencial katodne zaščite na -0,8 V. Inženir nadzoruje koncentracijo sulfita, da prepreči vodikovo krhkost.