Як сульфідний іон конкурує з хлоридом за місця на поверхні та змінює потенціал піттингу від +0.3V до -0,1V порівняно з Ag/AgCl для титанової трубки нагрівача 7 класу, що піддається впливу 1000 частин на мільйон сірководню (H₂S) у 3% NaCl при 80 градусах?

The pitting potential for Grade 7 titanium in 3% NaCl at 80°C is +0.3 to +0.5 V vs. Ag/AgCl. Adding 1000 ppm hydrogen sulfide (H 2 S) lowers the pitting potential to -0.2 to 0.0 V. The negative shift of 400-500 mV is associated with the stronger adsorption of sulfide ions (S 2- ) on the titanium surface than chloride ions. The adsorbed sulfide produces a titanium sulfide (TiS) layer which is less protective than TiO2. Pitting initiates at much lower potentials and the time to pitting is reduced from >1000 годин до 50-200 годин.

Механізм індукованого сульфідом зниження потенціалу піттингу

Сульфідні іони є м'якими основами, і вони здійснюють сильну ковалентну взаємодію з атомами поверхні титану. Вони замінюють поглинений кисень і гідроксид і, таким чином, перешкоджають створенню стабільної пасивної плівки TiO2. Він покритий змішаним окси-сульфідним покриттям із покращеною електронною провідністю та зниженою стійкістю до корозії. Для більш позитивних потенціалів, ніж -0,2 В, відбувається локальний пробій цієї плівки та починається пітінг.

Концентрація H₂S проти кількісного потенціалу пітингу

Для титану класу 7 було підтверджено наступне під час контрольованих випробувань при 80 C з різними рівнями H2S у 3% NaCl: при 0 ppm H 2S потенціал точкової корекції знаходиться в діапазоні від +0.3 до +0.5 V, а час до точкової утворення при +0.2 V становить > 1000 годин. Потенціал пітингу становить від +0.2 до +0.3 V при 10 ppm H2S, а час до пітингу при +0.2 V становить від 500 до 1000 годин. 50 ppm Потенціал H2S: від 0,0 до +0.2 V Час до пітингу: 200-500 годин. Потенціал становить від -0,1 до +0.1 В при 100 ppm H2S, а тривалість пітингу становить від 100 до 300 годин. Потенціал становить від -0,2 до 0,0 В, а час до виразки становить 50-150 годин при 500 ppm H2S. При 1000 ppm H₂S потенціал становить від -0,2 до -0,1 В, а час до пітінгу становить 20-80 годин.

Посібник із толерантності до сульфідів для 7 класу

Концентрація H 2 S (ppm) Потенціал піттингу (V проти Ag/AgCl) Час піттингу при відкритому контурі (години) Рекомендації щодо використання в кислих умовах<10 >+0.2 >1,000 Yes 10-50 0.0 to +0.2 300-1,000 Limited 50-200 -0.1 to +0.1 100-500>200 <100 <-0.1Not advised
Розробка інформованої специфікації

Grade 7 titanium is not recommended for sour service with H₂S >50 ppm. Використовуйте сплав класу 12 або вище. Інженер вибирає прийнятні матеріали, знаючи депресію сульфідного-індукованого потенціалу точкової ямки.