구리와 그 합금에 암모니아 부식이 일반적인 이유는 무엇입니까?

암모니아는 질산, 암모늄염 및 아민의 제조에 중요한 원료입니다. 암모니아는 실온에서 가스이며 압력 하에서 액화 될 수 있습니다. 스테인레스 스틸, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등과 같은 대부분의 금속은 구리 및 기타 구리 합금을 제외하고 암모니아 가스, 액체 암모니아 및 암모니아수에 대한 내식성이 우수합니다.

구리 – 네이비 황동 및 알루미늄 황동을 포함한 아연 합금은 구리 합금 암모니아에 의한 응력 부식 균열 (NH3SCC)에 가장 취약합니다. 구리 합금 열교환 기 튜브에서 암모니아 응력 부식 균열은 표면 균열, 녹색 / 연청 Cu- 암모니아 부식 복합체 (화합물) 및 튜브 표면에 단일 또는 고분 지형 균열의 형성을 특징으로합니다. 환경과 스트레스 수준에 따라 다릅니다. 액체 암모니아 응력 부식은 매체가 동시에 다음 조건을 충족 할 때 형성됩니다.

  1. 액체 암모니아 (물 함량 0.2 % 이하)가 공기 (산소 또는 이산화탄소)에 의해 오염 될 가능성이있는 경우;
  2. 작동 온도가 -5 ℃보다 높습니다.

실제로, 산소 및 물과 같은 다른 산화제는 구리의 응력 부식을위한 중요한 조건이다. 원유 및 가공 과정에서 첨가제의 불순물로 인해 석유 정제에 많은 부식 가능성이 있습니다. 암모니아 유발 균열 부식의 유형은 다음과 같습니다.

 

H2S-NH3-H2O 부식

이것은 주로 매체의 농도, 유량 및 특성에 의해 결정됩니다. NH3와 H2S의 농도가 높을수록 부식이 더 심해집니다. 튜브 내 유체의 유량이 높을수록 부식이 강해집니다. 낮은 유속은 암모늄 염 침착 및 국부 부식으로 이어진다; 시안화물과 같은 일부 매체는 부식을 악화시키고 산소 (주입 된 물과 함께 들어가는)는 부식을 가속화합니다.

황산 알킬화 타워 탑의 암모니아 부식

분류 섹션에서 컬럼 탑 시스템의 과도한 부식을 제어하기 위해, 알칼리성 세척 및 세척 반응기 제품은 산성 불순물을 제거하는 데 매우 중요합니다. 중화 및 필름-형성 아민 억제제의 전례가 때때로 탑탑 시스템에서 사용되어왔다. 부식 속도를 줄이고 사용되는 억제제의 양을 최소화하기 위해 중화 아민 또는 NH3는 탑 상류 응축수를 pH 6에서 7로 중화시킬 수 있지만, 경우에 따라 NH3는 오버 헤드 응축기에서 해군 황동 튜브의 응력 부식 균열을 일으킬 수 있습니다 .

촉매 개질의 암모니아 부식

촉매 개질 장치에는 여러 유형의 응력 부식 균열이 있으며, 그 중 하나는 암모니아 유발 응력 부식 균열이다. NH3는 전처리 반응기 및 개질 반응기의 유출 물에 존재하며 물에 용해되어 암모니아를 형성하여 구리 계 합금의 빠른 응력 부식 균열을 일으킨다.

지연된 코킹 단위의 암모니아 부식

지연된 코킹 유닛의 장비는 구리 계 합금의 암모니아-유도 응력 균열을 포함하여 저온 부식 메커니즘에 취약하다. 이러한 부식 메커니즘은 물 담금질, 스팀 코크스 세척 및 공기 배출 과정에서 중요한 역할을합니다. 그러나 모든 코킹 타워에는 일반적으로 벤트 파이프와 블로우 다운 탱크가 있으므로 습식 벤트 증기 및 액체에 거의 지속적으로 노출됩니다.

급냉 및 배기 증기 및 액체는 일반적으로 다량의 H2S, NH3, NH4Cl, NH4HS 및 시안화물을 함유하며, 이는 코킹 플랜트로의 공급 물의 열 분해 반응으로부터 방출된다. 코킹 장치에 NH3가 존재하기 때문에 높은 pH 값으로 구리 합금 튜브에서 암모니아에 의한 응력 부식 균열이 발생합니다.

황 회수 장치의 암모니아 부식

가스 공급은 일반적으로 H2S와 포화 수증기가 풍부하고 탄화수소 및 아민과 혼합되어 H가 금속에 스며들 수 있으므로 수소로 인한 크래킹 (수소 부스팅 포함) 및 황화물 스트레스 크랙의 위험을 고려하십시오 ( 가스 공급에서의 SSC). 또한 가스 공급에 NH3가있을 수 있으며, 이로 인해 nh3- 유도 응력 부식 균열이 발생할 수 있으며 시안화물은 부식 속도를 가속화 할 수 있습니다.

 

Zn의 질량 분율이 15 % 미만으로 감소하면 Cu-Zn 합금의 내식성이 향상됩니다. 증기 환경의 SCC는 때때로 공기 유입을 방지하여 제어 할 수 있습니다. 구리 합금의 감도는 일반적으로 물 샘플과 NH3의 PH 값을 검사하고 모니터링하여 평가됩니다. Eddy의 현재 검사 또는 육안 검사를 사용하여 열교환 기 번들의 균열을 판단 할 수 있습니다. 요컨대, 구리와 그 합금은 암모니아와 액체 암모니아를 포함하는 생산 공정에서 피해야합니다.

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