Miks põhjustab 2. klassi titaanist sukelsoojendi puhul, mida kasutatakse 5% naatriumsulfiidi lahuse kuumutamiseks 40 kraadi juures, sulfiidanioon (S²⁻) vesiniku kiiret imendumist (200 ppm/kuus) ja rabedust, samal ajal kui kloriid põhjustab samas kontsentratsioonis ainult kerget pistikut?

2. klassi titaan 5% naatriumsulfiidis 40 kraadi juures neelab vesinikku kiirusega 100-300 ppm/kuus ja rabeneb 1-3 kuuga. Sulfiidiioon (S 2−) on tugev redutseerija ja pärsib kaitsva TiO 2 katte teket. Katoodreaktsioon hõlmab vesiniku eraldumist: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − . Aatomi vesinik titaankristallvõreks. Seevastu kloriid põhjustab samas kontsentratsioonis ainult kerget täppide moodustumist (0,05–0,10 mm/aastas), kuna passiivne kile võib siiski tekkida.

Sulfiidi{0}}indutseeritud vesiniku absorptsiooni mehhanism

Sulfiid reageerib titaani pinnaga, tekitades titaansulfiidi (TiS), mis ei ole kaitsev. Avatud -ahela potentsiaal liigub -0,8 kuni -1,0 V võrreldes Ag/AgCl-ga, kus domineerivaks katoodreaktsiooniks on vesiniku eraldumine. Vesiniku neeldumise kiirus on seotud sulfiidisisaldusega.

Kvantitatiivne vesiniku neeldumine versus sulfiidi kontsentratsioon

Na2S kontsentratsioon (%) H Absorptsioon (ppm/kuus) Aeg kuni 200 ppm H (kuud Rikkerežiim 0.5 20-50 4-10 Haprus 1.0 40-80 2.5-5 Haprus 2.0 60-120 1.7-3.3 Haprus 5.0 100-200 1-2 Kiire rabestumine 10.0 150-300<1 Immediate Material Selection Guide for Sulfide Service

Sulfiidi kontsentratsioon % soovitatav materjali eeldatav eluiga (1,5 mm sein)
<1 Grade 7 titanium 1-2 years 1-5 Grade 7 + cathodic protection 6-12 months >5 PTFE or tantalum coated >5 aastat
Teadlik spetsifikatsioon

Ärge kasutage 2. klassi titaaniga sulfiidilahuseid. Kasutage 7. klassi (pallaadium pärsib H neeldumist) või PTFE-ga kaetud küttekehasid. Insener valib materjalid, mis on vastupidavad vesiniku rabedusele.