Hoe concurreert het sulfide-ion met chloride om oppervlaktelocaties en verandert het putpotentiaal van +0.3V naar -0,1V versus Ag/AgCl voor een verwarmingsbuis van klasse 7 die is blootgesteld aan 1000 ppm waterstofsulfide (H₂S) in 3% NaCl bij 80 graden?

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 >1.000 uur tot 50-200 uur.

Mechanisme van door sulfide geïnduceerde depressie van putpotentiaal

Sulfide-ionen zijn zachte basen en maken sterke covalente interacties met titaniumoppervlakteatomen. Ze vervangen de geabsorbeerde zuurstof en hydroxide en belemmeren zo de vorming van een stabiele passieve TiO2-film. Het is bedekt met een gemengde oxy-sulfidecoating met verbeterde elektronische geleidbaarheid en verminderde corrosieweerstand. Bij positievere spanningen dan -0,2 V treedt lokale afbraak van deze film op en begint putvorming.

H₂S-concentratie versus kwantitatief putpotentieel

Voor titanium van klasse 7 is het volgende bevestigd uit gecontroleerde tests bij 80 C met verschillende H2S-niveaus in 3% NaCl: Bij 0 ppm H 2S ligt het putpotentiaal in het bereik van +0.3 tot +0.5 V en de tijd tot putvorming bij +0.2 V is > 1000 uur. Het pitting-potentieel is +0.2 tot +0.3 V bij 10 ppm H2S, en de tijd tot pitting bij +0.2 V is 500 tot 1000 uur. 50 ppm H2S Potentieel: 0,0 tot +0.2 V Tijd tot pitting: 200-500 uur. Het potentieel bedraagt ​​-0,1 tot +0.1 V bij 100 ppm H2S en de duur tot putvorming bedraagt ​​100 tot 300 uur. Het potentieel is -0,2 tot 0,0 V en de tijd tot putvorming bedraagt ​​50-150 uur bij 500 ppm H2S. Bij 1.000 ppm H₂S bedraagt ​​de potentiaal -0,2 tot -0,1 V en bedraagt ​​de tijd tot putvorming 20-80 uur.

Graad 7 Chloride Service Sulfide Tolerantiegids

H 2 S Concentratie (ppm) Pittingspotentieel (V vs. Ag/AgCl) Pittingtijd bij open circuit (uren) Aanbeveling voor zure service<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
Het ontwikkelen van een geïnformeerde specificatie

Grade 7 titanium is not recommended for sour service with H₂S >50 ppm. Gebruik een legering van klasse 12 of hoger. De ingenieur selecteert aanvaardbare materialen op basis van de vermindering van het door sulfide-geïnduceerde putvormingspotentieel.