Para un calentador de inmersión de titanio de grado 2 utilizado para calentar una solución de sulfuro de sodio al 5% a 40 grados, ¿por qué el anión sulfuro (S²⁻) causa una rápida absorción de hidrógeno (200 ppm/mes) y fragilidad, mientras que el cloruro en la misma concentración solo causa picaduras leves?
Dejar un mensaje
El titanio de grado 2 en sulfuro de sodio al 5 % a 40 grados absorbe hidrógeno a una velocidad de 100 a 300 ppm/mes y se vuelve quebradizo en 1 a 3 meses. El ion sulfuro (S 2−) es un fuerte agente reductor e inhibe la producción de una capa protectora de TiO 2. La reacción catódica implica desprendimiento de hidrógeno: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − . Red cristalina de hidrógeno atómico a titanio. Por el contrario, el cloruro en la misma concentración causa sólo picaduras leves (0,05 a 0,10 mm/año) porque aún se puede formar una película pasiva.
Mecanismo de absorción de hidrógeno inducida por sulfuro-
El sulfuro reaccionará con la superficie del titanio para generar sulfuro de titanio (TiS), que no es protector. El potencial del circuito abierto-se mueve de -0,8 a -1,0 V frente a Ag/AgCl, donde la reacción catódica dominante es el desprendimiento de hidrógeno. La tasa de absorción de hidrógeno está relacionada con el contenido de sulfuro.
Absorción cuantitativa de hidrógeno versus concentración de sulfuro
Concentración de Na2S (%) Absorción de H (ppm/mes) Tiempo hasta 200 ppm H (meses Modo de falla 0.5 20-50 4-10 Fragilidad 1.0 40-80 2.5-5 Fragilidad 2.0 60-120 1.7-3.3 Fragilidad 5.0 100-200 1-2 Fragilización rápida 10.0 150-300<1 Immediate Material Selection Guide for Sulfide Service
% de concentración de sulfuro Material recomendado Vida útil esperada (pared de 1,5 mm)
<1 Grade 7 titanium 1-2 years 1-5 Grade 7 + cathodic protection 6-12 months >5 PTFE or tantalum coated >5 años
Una especificación informada
No utilice soluciones de sulfuro con titanio de grado 2. Utilice calentadores de grado 7 (el paladio reduce la absorción de H) o recubiertos de PTFE. El ingeniero evita la fragilización por hidrógeno seleccionando los materiales adecuados.
