2. luokan titaani-uppolämmitin, jota käytetään 5-prosenttisen natriumsulfidiliuoksen lämmittämiseen 40 asteessa, miksi sulfidianioni (S²⁻) aiheuttaa nopean vedyn imeytymisen (200 ppm/kk) ja haurastumista, kun taas kloridi samassa pitoisuudessa aiheuttaa vain mietoa pitoisuutta?

Grade 2 titaani 5 % natriumsulfidissa 40 asteessa imee vetyä nopeudella 100-300 ppm/kk ja haurastuu 1-3 kuukaudessa. Sulfidi-ioni (S 2−) on voimakas pelkistävä aine ja estää suojaavan TiO 2 -pinnoitteen muodostumisen. Katodiseen reaktioon liittyy vedyn kehittyminen: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − . Atomivety titaanikidehilaksi. Sitä vastoin kloridi samassa pitoisuudessa aiheuttaa vain lievää pistesyttymistä (0,05–0,10 mm/vuosi), koska passiivinen kalvo voi silti muodostua.

Sulfidi{0}}indusoidun vedyn absorption mekanismi

Sulfidi reagoi titaanipinnan kanssa muodostaen titaanisulfidia (TiS), joka ei ole suojaava. Avoimen -piirin potentiaali siirtyy arvoon -0,8 - -1,0 V vs. Ag/AgCl, jossa hallitseva katodinen reaktio on vedyn kehittyminen. Vedyn absorption nopeus liittyy sulfidipitoisuuteen.

Kvantitatiivinen vedyn absorptio vs. sulfidipitoisuus

Na2S-pitoisuus (%) H Imeytyminen (ppm/kk) Aika 200 ppm:iin H (kk Vikatila 0.5 20-50 4-10 Haurastumista 1.0 40-80 2.5-5 Haurastumista 2.0 60-120 1.7-3.3 Haurastumista 5.0 100-200 1-2 Nopea haurastuminen 10.0 150-300<1 Immediate Material Selection Guide for Sulfide Service

Sulfidipitoisuus % Suositeltu materiaalin odotettu käyttöikä (1,5 mm seinä)
<1 Grade 7 titanium 1-2 years 1-5 Grade 7 + cathodic protection 6-12 months >5 PTFE or tantalum coated >5 vuotta
Tietoinen spesifikaatio

Älä käytä sulfidiliuoksia, joissa on 2-luokan titaania. Käytä luokan 7 (palladium estää H-absorptiota) tai PTFE-pinnoitettuja lämmittimiä. Insinööri valitsee materiaalit, jotka kestävät vetyhaurautta.