Ăn mòn sunfua hóa phát triển mạnh trong thép có hàm lượng silicon thấp trong điều kiện sử dụng H₂S nhiệt độ cao. Sự hiện diện của hydro sunfua (H₂S) ở nhiệt độ cao bắt đầu ăn mòn sunfua bằng cách phân ly thành các nguyên tử lưu huỳnh phản ứng với bề mặt kim loại để tạo thành vảy sunfua kim loại xốp và không bảo vệ (ví dụ: FeS). Những vảy này cho phép khuếch tán lưu huỳnh liên tục, đẩy nhanh quá trình ăn mòn. Quá trình này trở nên trầm trọng hơn trên khoảng 230°C, với tốc độ ăn mòn tăng lên đáng kể theo nhiệt độ và áp suất riêng phần H₂S.

Thép cacbon silic thấp (<0,10% Si) đặc biệt dễ bị tổn thương vì silic đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành cặn oxit hoặc sunfua bảo vệ và ổn định hơn. Các nghiên cứu và hướng dẫn xác nhận rằng thép silic thấp bị ăn mòn với tốc độ tăng tốc trong điều kiện sunfua hóa ở nhiệt độ cao, đặc biệt là khi không có hydro (ăn mòn sunfua không chứa H₂), thường trên khoảng 260 ° C (500 ° F). Với sự hiện diện của hydro (môi trường H₂ / H₂S), sự ăn mòn bắt đầu tăng từ khoảng 230 ° C (450 ° F) và hydro tăng cường hơn nữa quá trình sunfua hóa bằng cách loại bỏ các lớp oxit bảo vệ, khiến bề mặt kim loại tươi bị lưu huỳnh tấn công.

Hơn nữa, việc tăng hàm lượng crom và hàm lượng silicon trong thép giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn sunfua. Thép cacbon có hàm lượng silicon rất thấp sẽ mất đi lợi thế này, dẫn đến hư hỏng sunfua nghiêm trọng hơn và giảm tuổi thọ của linh kiện trong môi trường chứa H₂S ở nhiệt độ cao.

Bảng tóm tắt các điểm chính:

Do đó, thép cacbon silicon thấp trong dịch vụ H₂S ở nhiệt độ cao dễ bị ăn mòn sunfua nhanh chóng do không đủ sự hình thành cặn bảo vệ và môi trường lưu huỳnh xâm thực, đặc biệt là khi có hydro. Lựa chọn vật liệu thích hợp (hợp kim Si và Cr cao hơn) và kiểm soát hoạt động là rất quan trọng để giảm thiểu cơ chế ăn mòn này.