銅とその合金にアンモニア腐食がよく見られるのはなぜですか？

アンモニアは、硝酸、アンモニウム塩、アミンの製造に重要な原料です。 アンモニアは室温で気体であり、加圧下で液化できます。 ステンレス鋼、アルミニウム、マグネシウム、チタンなどのほとんどの金属は、銅や他の銅合金を除いて、アンモニアガス、液体アンモニア、アンモニア水に対して優れた耐食性を備えています。

銅–ネイビーブラスとアルミニウムブラスを含む亜鉛合金は 銅合金 アンモニアによる応力腐食割れ（NH3SCC）の影響を最も受けやすい。 銅合金熱交換器チューブのアンモニア応力腐食割れは、表面割れ、緑/水色のCu-アンモニア腐食複合体（化合物）、およびチューブ表面での粒内または粒内の単一または高度に分岐した亀裂の形成によって特徴付けられます、それは環境とストレスレベルに依存します。 液体アンモニア応力腐食は、媒体が次の条件を同時に満たすときに形成されます。

1. 液体アンモニア（水分含有量が0.2％以下）が空気（酸素または二酸化炭素）によって汚染される可能性がある状況。
2. 使用温度は-5℃より高いです。

実際、酸素や水などの他の酸化剤は、銅の応力腐食にとって重要な条件です。 原油中の不純物と加工工程での添加剤により、石油精製には多くの潜在的な腐食があります。 アンモニアによって引き起こされる亀裂腐食のタイプには、次のものがあります。

 

H2S-NH3-H2O腐食

これは主に、培地の濃度、流量、特性によって決まります。 NH3とH2Sの濃度が高いほど、腐食は深刻になります。 チューブ内の流体の流量が多いほど、腐食が強くなります。 低流量は、アンモニウム塩の沈着と局部腐食を引き起こします。 シアン化物などの一部の媒体は腐食を悪化させ、酸素（注入された水とともに入る）は腐食を加速します。

硫酸アルキル化塔頂部のアンモニア腐食

分留セクションのカラムトップシステムの過度の腐食を制御するために、酸性の不純物を除去するためにアルカリ洗浄および洗浄リアクター製品が非常に重要です。 中和およびフィルム形成アミン抑制剤の前例がタワートップシステムで時々使用されてきました。 腐食率を低減し、使用する抑制剤の量を最小限に抑えるために、アミンまたはNH3を中和すると、塔頂部の凝縮水がpH 6〜7に中和されます。 。

接触改質のアンモニア腐食

接触改質装置にはいくつかの種類の応力腐食割れがあり、そのうちの3つはアンモニアによる応力腐食割れです。 NHXNUMXは前処理反応器と改質反応器の廃液中に存在し、水に溶解してアンモニアを形成し、銅ベースの合金の急速な応力腐食割れを引き起こします。

遅延コークス化装置のアンモニア腐食

遅延コーキングユニットの機器は、銅ベースの合金のアンモニアによるストレスクラックなど、低温腐食メカニズムの影響を受けやすくなっています。 これらの腐食メカニズムは、水焼入れ、スチームコークスの洗浄、空気抜きのプロセスで役割を果たします。 しかし、すべてのコークス化塔は通常、ベントパイプとブローダウンタンクを備えているため、ウェットベントの蒸気と液体にほぼ常にさらされています。

通常、クエンチおよびベントの蒸気と液体には、H2S、NH3、NH4Cl、NH4HS、およびシアン化物が大量に含まれており、これらは原料の熱分解反応からコークス化プラントに放出されます。 コーキングユニット内にNH3が存在するため、高pH値の銅合金チューブでアンモニアによる応力腐食割れが発生します。

硫黄回収装置のアンモニア腐食

ガス供給は通常、H2Sと飽和水蒸気に富んでおり、Hが金属に浸透する原因となる炭化水素やアミンと混合することもあるため、水素に起因する亀裂（水素バルジングを含む）と硫化物応力亀裂（ SSC）ガス供給。 さらに、ガス供給にNH3が含まれている可能性があり、NH3によって引き起こされる応力腐食割れを引き起こす可能性があり、シアン化物も腐食速度を加速させる可能性があります。

 

Znの質量分率が15％未満に減少すると、Cu –Zn合金の耐食性が向上します。 蒸気環境のSCCは、空気の侵入を防ぐことで制御できる場合があります。 銅合金の感度は、一般に、水サンプルとNH3のPH値を調べて監視することによって評価されます。 渦電流検査または目視検査を使用して、熱交換器バンドルの亀裂を判断できます。 要するに、銅とその合金は、アンモニアと液体アンモニアを含む製造プロセスでは避ける必要があります。