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在尿素生产过程中,原料CO2、NH3、甲铵和尿素的水溶液,原料带入的硫化物、氯化物及生产过程中形成的碳酸铵溶液、稀氨水和少量氰酸等都具有腐蚀性,特别是在温度130℃~200℃、压力150kg/cm2~250kg/cm2下的尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀更为严重,许多生产企业的尿塔等设备均因腐蚀问题进行过停车抢修。
尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀,主要是由于溶液中的氨基甲酸根(COONH-2)为一种还原性酸根,能破坏不锈钢等金属表面的钝化膜,使其产生活化腐蚀。
近年来,通过红外分光光度的测定,证明了原料NH3和CO2在高温下合成尿素过程中因异构化而生成氰酸铵,后者分解成游离氰酸:
氰酸根(CNO-)也是一种还原性酸根,对金属表面的钝化膜也能产生活化腐蚀。
还有学者认为,腐蚀是由溶液的电化学反应和游离的碳酸根(CO2-3)引起的。
表面看不出腐蚀迹象,这种腐蚀能破坏晶粒之间的结合力,造成晶界断裂,使金属机械强度完全丧失,在应m6米乐官网 米乐M6平台入口力作用下,金属会产生突然的脆性破坏。
铬可形成固溶体,也可形成碳化物,碳化铬的含铬量一般超过70%,称为高铬相,高铬相的析出,会导致基体中含铬量的下降。
在高温条件下钢中的碳都能溶解到基体中,当钢材在400℃~850℃敏化温度范围内停留时,由于碳的溶解度下降,碳便会从基体中晶界处析出,附近基体中的铬原子从基体中扩散出来,与晶体中析出的碳原子结合而成碳化铬。
由于铬原子比碳原子直径大,故碳的扩散比铬容易进行,所以贫碳区较快地逐渐消除,贫铬区以外的铬却来不及向贫铬区及时补充,造成贫铬区含铬量低于13%,致使耐蚀性下降许多。
在强腐蚀介质中,晶粒与碳化铬成为阴极,贫铬区则成为阳极,由于贫铬区狭窄表面积小,形成大阴极和小阳极作用,贫铬区成为阳极而被腐蚀。
由于积存在缝隙中或滞流区中的尿素—甲铵溶液中所含的氧逐渐消耗,而新鲜的氧又不易通过或进行补充,造成缝隙中或滞流区的
缝隙腐蚀一般发生在设备和管件的缝隙处,如设备内由螺栓连接的螺纹啮合部分,法兰的密封面未焊透的焊缝处。
由于溶液中含有氯离子和蒸汽或冷却水中所含的氯离子,引起尿素设备产生应力腐蚀破裂。
其原因主要是由于氯离子在衬里外壁和外壳间的间隙中污垢下的浓缩以及不锈钢衬里承受由操作压力引起的拉伸应力。
NH3和CO2合成反应的分子比为2,但尿素生产过程中,要加入过量NH3。
水碳比高则腐蚀性强,所以在操作中应严格控制合成系统物料中的水碳比,一般控制在0.5以下。
硫化物中的HS-以及硫氧化生成的硫酸根(SO2-4)能破坏不锈钢或钛表面的钝化膜,使其活化被腐蚀。
在一定H2S范围内,增加氧含量能补偿硫化物消耗的溶液中的氧,维持上述金属表面钝化膜的完整。
但当H2S含量超过15mg/m3时,无论加多少氧也不能再恢复被H2S破坏的钝化膜,反而使腐蚀加剧。
因此,尿素生产厂在变换后均增设湿法脱硫,CO2压缩工段增设活性炭脱硫,保证原料气CO2进入尿素界区时H2S含量达到工艺指标。
向介质中补充氧使溶液具有氧化性,使不锈钢表面生成致密的钝化膜,这层膜可以把米乐M6 m6米乐溶液和金属隔开。
对于不锈钢和钛材,溶液中的氧含量分别为10μg/g和0.4μg/g时就能保持钝化。
刚开车时,CO2中氧含量应控制在0.8%,这时液相中约有氧90μg/g~300μg/g,氧已处于过饱和状态。
所以操作中应严格控制尿素—甲铵溶液、冷却水m6米乐官网 米乐M6平台入口和蒸汽中的氯离子含量,加强加脱盐
此外,加入适量的钼、镍、钛等元素能稳定不锈钢氧化膜,形成均匀的奥氏体组织,并改善其综合机械性能和加工工艺性能。
尿素设备内件设计上应尽量减少螺栓联接,若必须采用螺栓联接,如尿素合成塔塔板采用M12不锈钢螺栓联接,建议应采用聚四氟乙烯密封垫保护隔离,并在联接处用灌呋喃树脂的方法将缝隙填满,减少间隙腐蚀。
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