Warum ist Ammoniakkorrosion bei Kupfer und seinen Legierungen üblich?

Ammoniak ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Salpetersäure, Ammoniumsalz und Amin. Ammoniak ist bei Raumtemperatur Gas und kann unter Druck verflüssigt werden. Die meisten Metalle wie Edelstahl, Aluminium, Magnesium, Titan usw. weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Ammoniakgas, flüssigem Ammoniak und Ammoniakwasser auf, mit Ausnahme von Kupfer und anderen Kupferlegierungen.

Kupfer - Zinklegierungen einschließlich Marine Messing und Aluminium Messing sind Kupferlegierungen das am anfälligsten für Ammoniak-induzierte Spannungsrisskorrosion (NH3SCC). Ammoniak-Spannungsrisskorrosion in Wärmetauscherrohren aus Kupferlegierungen ist gekennzeichnet durch Oberflächenrisse, grün / hellblaue Cu-Ammoniak-Korrosionskomplexe (Verbindungen) und die Bildung eines einzelnen oder stark verzweigten Risses auf der Rohroberfläche, der transgranular oder intergranular sein kann , die je nach Umgebung und Stresslevel. Flüssige Ammoniak-Spannungskorrosion entsteht, wenn das Medium gleichzeitig die folgenden Bedingungen erfüllt:

1. Fälle, in denen flüssiges Ammoniak (Wassergehalt nicht mehr als 0.2%) wahrscheinlich durch Luft (Sauerstoff oder Kohlendioxid) verschmutzt ist;
2. Die Betriebstemperatur ist höher als -5 ° C.

Tatsächlich sind Sauerstoff und andere Oxidationsmittel wie Wasser wichtige Bedingungen für die Spannungskorrosion von Kupfer. Bei der Erdölraffinierung besteht aufgrund von Verunreinigungen im Original und Zusatzstoffen bei der Verarbeitung eine große potenzielle Korrosion. Die Arten der Ammoniak-induzierten Risskorrosion umfassen:

 

H2S-NH3-H2O-Korrosion

Dies wird hauptsächlich durch die Konzentration, Durchflussrate und Eigenschaften des Mediums bestimmt. Je höher die Konzentration von NH3 und H2S ist, desto schwerwiegender ist die Korrosion. Je höher die Durchflussrate des Fluids im Rohr ist, desto stärker ist die Korrosion. Die geringe Durchflussrate führt zu Ammoniumsalzablagerung und lokaler Korrosion; Einige Medien wie Cyanid verschlimmern die Korrosion, und Sauerstoff (der mit dem eingespritzten Wasser eintritt) beschleunigt die Korrosion.

Ammoniakkorrosion der Schwefelsäurealkylierung Turmspitze

Um die übermäßige Korrosion des Säulenoberteilsystems im Fraktionierungsabschnitt zu kontrollieren, sind alkalisches Waschen und Waschreaktorprodukte sehr wichtig, um saure Verunreinigungen zu entfernen. Präzedenzfälle von neutralisierenden und filmbildenden Amininhibitoren wurden manchmal in Tower-Top-Systemen verwendet. Um die Korrosionsrate zu verringern und die Menge des verwendeten Inhibitors zu minimieren, können neutralisierende Amine oder NH3 das Turmwasserkondensat auf einen pH-Wert von 6 bis 7 neutralisieren. In einigen Fällen kann NH3 jedoch Spannungsrisskorrosion von Marine-Messingrohren in Überkopfkondensatoren verursachen .

Ammoniakkorrosion bei der katalytischen Reformierung

In katalytischen Reformiereinheiten gibt es verschiedene Arten von Spannungsrisskorrosion, von denen eine Ammoniak-induzierte Spannungsrisskorrosion ist. NH3 befindet sich im Abwasser des Vorbehandlungsreaktors und des Reformierungsreaktors und wird in Wasser gelöst, um Ammoniak zu bilden, was zu einem schnellen Spannungsrisskorrosion der Legierung auf Kupferbasis führt.

Ammoniakkorrosion der verzögerten Verkokungseinheit

Die Ausrüstung der verzögerten Verkokungseinheit ist anfällig für Niedertemperatur-Korrosionsmechanismen, einschließlich Ammoniak-induzierter Spannungsrissbildung von Legierungen auf Kupferbasis. Diese Korrosionsmechanismen spielen eine Rolle beim Abschrecken von Wasser, beim Reinigen von Dampfkoks und beim Entlüften. Da jedoch alle Kokstürme normalerweise Entlüftungsrohre und Abblasetanks haben, sind sie fast ununterbrochen feuchtem Entlüftungsdampf und Flüssigkeit ausgesetzt.

Lösch- und Entlüftungsdämpfe und -flüssigkeiten enthalten normalerweise große Mengen an H2S, NH3, NH4Cl, NH4HS und Cyanid, die aus der thermischen Crackreaktion des Futters an die Kokerei freigesetzt werden. Aufgrund des Vorhandenseins von NH3 in der Verkokungseinheit treten in Kupferlegierungsrohren bei einem hohen pH-Wert Ammoniak-induzierte Spannungsrisskorrosion auf.

Ammoniakkorrosion der Schwefelrückgewinnungseinheit

Gaseinspeisungen sind normalerweise reich an H2S und gesättigtem Wasserdampf und können auch mit Kohlenwasserstoffen und Aminen gemischt werden, wodurch H das Metall durchdringen kann. Berücksichtigen Sie daher die Risiken von wasserstoffinduziertem Cracken (einschließlich Wasserstoffausbeulung) und Sulfid-Spannungsrissbildung ( SSC) in Gaszufuhr. Zusätzlich kann NH3 in der Gaszufuhr vorhanden sein, was zu nh3-induzierter Spannungsrisskorrosion führen kann, und Cyanid kann auch die Korrosionsrate beschleunigen.

 

Wenn der Massenanteil von Zn auf weniger als 15% reduziert wird, wird die Korrosionsbeständigkeit der Cu-Zn-Legierung verbessert. Der SCC in der Dampfumgebung kann manchmal gesteuert werden, indem verhindert wird, dass Luft eindringt. Die Empfindlichkeit von Kupferlegierungen wird im Allgemeinen durch Untersuchen und Überwachen des PH-Werts von Wasserproben und NH3 bewertet. Die aktuelle Inspektion oder Sichtprüfung von Eddy kann verwendet werden, um die Rissbildung des Wärmetauscherbündels zu beurteilen. Kurz gesagt, Kupfer und seine Legierungen sollten bei Produktionsprozessen mit Ammoniak und flüssigem Ammoniak vermieden werden.