Pour un tube chauffant en titane de grade 2 exposé à 500 ppm de sulfure d'hydrogène (H₂S) dans 2 % de NaCl à 60 degrés, comment l'ion sulfure change-t-il le film passif de TiO₂ à TiS et augmente-t-il le taux de corrosion de 0,02 à 0,30 mm/an ?

Le film passif sur titane grade 2 dans 2 % de NaCl à 60 degrés avec 500 ppm de H2S passe du TiO2 au sulfure de titane (TiS). La couche TiS est une couche poreuse, non-protectrice et conductrice. Le taux de corrosion varie de 0,01 à 0,03 mm/an (sans H 2 S) à 0,20 à 0,50 mm/an. Le potentiel en circuit ouvert est décalé de +0.1 V à −0,4 V (vs Ag/AgCl). Ti + 2H2S→TiS2 + 2H2 Le titane se dissout activement.

Mécanisme de sulfure-Dépassivation induite

Les ions sulfure sont adsorbés sur la surface du titane et réagissent avec le film d'oxyde : TiO2 + 2H2S → TiS2 + 2H2O. La couche de sulfure ne protège pas le métal. La corrosion est uniforme, aucune piqûre n’est constatée.

Taux de corrosion quantitatif en fonction de la concentration en H2S

Teneur en H2S (ppm) Taux de corrosion (mm/an)Film de surface 0,01-0,03 TiO2 0.03-0.06Mixte 50 0.06-0.12 Mixte 100 0.10-0.20 TiS 500 0.20-0.40 TiS 1,000 0.30-0.60 TiS Guide de tolérance aux sulfures

Concentration en H₂S (ppm) Qualité recommandée Taux de corrosion estimé (mm/an)
<50 Grade 2 <0.10 50-200 Grade 7 0.05-0.15 200-500 Grade 7 plus cathodic protection 0.10-0.25 >500 PTFE-enduit<0.01
Écrire une-spécification bien informée

Avoid Grade 2 titanium at concentrations >50 ppm de H2S contenant des saumures. Utilisez des éléments chauffants en titane (grade 7) ou recouverts de PTFE. L'ingénieur utilise la connaissance de la dépassivation des sulfures pour choisir les bons matériaux.