Hvordan konkurrerer sulfidionet med klorid om overflateplasser og endrer groppotensialet fra +0.3V til -0,1V vs.

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 timer til 50-200 timer.

Mekanisme for sulfid-indusert depresjon av groppotensiale

Sulfidioner er myke baser og de lager sterke kovalente interaksjoner med titanoverflateatomer. De erstatter absorbert oksygen og hydroksyd og hindrer dermed dannelsen av en stabil TiO2 passiv film. Den er belagt med et blandet oksy-sulfidbelegg med forbedret elektronisk ledningsevne og redusert korrosjonsmotstand. For mer positive potensialer enn -0,2 V oppstår lokal nedbrytning av denne filmen og pitting starter.

H₂S-konsentrasjon versus kvantitativt potensial for gropdannelse

For grad 7 titan er følgende bekreftet fra kontrollert testing ved 80 C med forskjellige H2S-nivåer i 3 % NaCl: Ved 0 ppm H 2S er groppotensialet i området fra +0.3 til +0.5 V og tiden til pitting ved +0.2 V er > 1000 timer. Pittingpotensialet er +0.2 til +0.3 V ved 10 ppm H2S, og tiden til pitting ved +0.2 V er 500 til 1000 timer. 50 ppm H2S-potensial: 0,0 til +0.2 V Tid til pitting: 200-500 timer. Potensialet er -0,1 til +0.1 V ved 100 ppm H2S og varigheten til pitting er 100 til 300 timer. Potensialet er -0,2 til 0,0 V og tiden til gropdannelse er 50-150 timer ved 500 ppm H2S. Ved 1000 ppm H2S er potensialet -0,2 til -0,1 V og tiden til gropdannelse er 20-80 timer.

Klasse 7 Chloride Service Sulfide Tolerance Guide

H 2 S Konsentrasjon (ppm) Pitting-potensial (V vs. Ag/AgCl) Pitting-tid ved åpent kretsløp (timer) Sur Service-anbefaling<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
Utvikle en informert spesifikasjon

Grade 7 titanium is not recommended for sour service with H₂S >50 ppm. Bruk legering av klasse 12 eller høyere. Ingeniøren velger akseptable materialer ved å kjenne til depresjonen av sulfid-indusert groppotensial.