Untuk Tabung Pemanas Titanium Kelas 7 yang Dikenakan 1.000 ppm Hidrogen Sulfida (H₂S) dalam 3% NaCl pada 80 derajat, Bagaimana Ion Sulfida Bersaing dengan Klorida di Lokasi Permukaan dan Mengubah Potensi Lubang dari +0.3V menjadi -0,1V vs. Ag/AgCl?

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 jam hingga 50-200 jam.

Mekanisme Depresi Potensi Pitting yang Diinduksi Sulfida

Ion sulfida merupakan basa lunak dan membentuk interaksi kovalen kuat dengan atom permukaan titanium. Mereka menggantikan oksigen dan hidroksida yang diserap dan karenanya menghambat penciptaan film pasif TiO2 yang stabil. Dilapisi oleh lapisan oksi-sulfida campuran dengan konduktivitas elektronik yang ditingkatkan dan ketahanan terhadap korosi yang berkurang. Untuk potensi positif yang lebih besar dari -0,2 V, kerusakan lokal pada film ini terjadi dan pitting dimulai.

Konsentrasi H₂S versus Potensi Pitting Kuantitatif

Untuk titanium Kelas 7, hal berikut telah dikonfirmasi dari pengujian terkontrol pada suhu 80 C dengan kadar H2S yang berbeda dalam NaCl 3%: Pada 0 ppm H 2S potensi pitting berada pada kisaran +0.3 hingga +0.5 V dan waktu untuk pitting pada +0.2 V adalah > 1000 jam. Potensi pitting adalah +0.2 hingga +0.3 V pada 10 ppm H2S, dan waktu untuk pitting pada +0.2 V adalah 500 hingga 1.000 jam. 50 ppm H2S Potensi: 0,0 hingga +0.2 V Waktu untuk pitting: 200-500 jam. Potensinya adalah -0,1 hingga +0.1 V pada 100 ppm H2S dan durasi pitting adalah 100 hingga 300 jam. Potensinya -0,2 hingga 0,0 V dan waktu pitting adalah 50-150 jam pada 500 ppm H2S. Pada 1.000 ppm H₂S potensinya -0,2 hingga -0,1 V dan waktu pitting 20-80 jam.

Panduan Toleransi Sulfida Layanan Klorida Kelas 7

Konsentrasi H 2 S (ppm) Potensi Lubang (V vs. Ag/AgCl)Waktu Lubang di Sirkuit Terbuka (jam) Rekomendasi Servis Asam<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
Mengembangkan Spesifikasi yang Diinformasikan

Grade 7 titanium is not recommended for sour service with H₂S >50 ppm. Gunakan paduan kelas 12 atau lebih tinggi. Insinyur memilih bahan yang dapat diterima dengan mengetahui penurunan potensi lubang yang disebabkan oleh sulfida.