Influence of H2S on metal dusting

• Published in: Materials and corrosion Vol. 49; no. 5; pp. 336 - 339
• Main Authors: Schneider, A., Viefhaus, H., Inden, G., Grabke, H. J., Müller-Lorenz, E. M.
• Format: Journal Article Conference Proceeding
• Language: English
• Published: Weinheim WILEY-VCH Verlag GmbH 01.05.1998; WILEY‐VCH Verlag GmbH; VCH
• Subjects: Applied sciences; Corrosion; Corrosion environments; Exact sciences and technology; Metals. Metallurgy; Corrosion; Hydrogen; Hydrogen Sulfide minerals; Steam; Dusting; Gas corrosion; Iron; Carbon monoxide; Corrosion inhibition; Iron carbide
• ISSN: 0947-5117; 0043-2822; 1521-4176
• DOI: 10.1002/(SICI)1521-4176(199805)49:5<336::AID-MACO336>3.0.CO;2-1

Presence of H2S in a carburizing atmosphere causes S‐adsorption which retards carbon transfer and deposition and can suppress metal dusting of iron and steels. In the latter process cementite Fe3C is an intermediate, graphite deposition would initiate its decomposition but graphite nucleation is prevented by adsorbed sulfur. Thus continued Fe3C growth can be observed in the presence of H2S. Thermogravimetric studies in CO‐H2‐H2O‐H2S mixtures have been conducted at 500°C at various carbon activities aC and H2S/H2‐ratios. With increasing aC higher H2S/H2‐ratios are needed to suppress metal dusting, with increasing H2S/H2‐ratio the kinetics of Fe3C growth change from diffusion controlled parabolic kinetics to linear carbon transfer controlled kinetics. At very high aC≥1000 besides Fe3C also the Hägg carbide Fe5C2 was observed as an outer layer on the cementite. Einfluß von H2S auf metal dusting Die Gegenwart von H2S in einer aufkohlenden Atmosphäre führt zu Schwefeladsorption, diese verlangsamt die Kohlenstoffübertragung und Kohlenstoffabscheidung und kann das metal dusting von Eisen und Stählen unterdrücken. Beim metal dusting tritt Zementit Fe3C als Zwischenprodukt auf, und Graphitabscheidung würde den Zerfall des Zementit einleiten, jedoch wird die Graphitkeimbildung durch adsorbierten Schwefel verhindert. Daher kann fortgesetzes Fe3C‐Wachstum in der Gegenwart von H2S beobachtet werden. Thermogravimetrische Untersuchungen in CO‐H2‐H2O‐H2S‐Gemischen sind bei 500°C durchgeführt worden und bei verschiedenen Kohlenstoffaktivitäten aC und H2S/H2‐Verhältnissen. Mit zunehmender Kohlenstoffaktivität aC sind höhere H2S/H2‐Verhältnisse notwendig, um das metal dusting zu unterdrücken, weiterhin ändert sich mit zunehmendem H2S/H2‐Verhältnis die Kinetik des Fe3C‐Wachstums von der diffusionskontrollierten parabolischen Kinetik zu der linearen, durch die Kohlenstoffübertragung kontrollierten Kinetik. Bei sehr hohen Werten für die Kohlenstoffaktivität aC≥1000 wurde neben Fe3C auch das Hägg‐Karbid Fe5C2 als äußere Schicht auf dem Zementit beobachtet.