Tại sao ăn mòn amoniac là phổ biến cho đồng và hợp kim của nó?

Amoniac là một nguyên liệu quan trọng để sản xuất axit nitric, muối amoni và amin. Amoniac là khí ở nhiệt độ phòng và có thể được hóa lỏng dưới áp suất. Hầu hết các kim loại như thép không gỉ, nhôm, magiê, titan, v.v ... có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời với khí amoniac, amoniac lỏng và nước amoniac, ngoại trừ đồng và các hợp kim đồng khác.

Đồng - Hợp kim kẽm bao gồm đồng thau hải quân và đồng thau nhôm là Các hợp kim đồng dễ bị ăn mòn do ứng suất amoniac nhất (NH3SCC). Sự ăn mòn ứng suất amoniac trong các ống trao đổi nhiệt hợp kim đồng được đặc trưng bởi sự nứt bề mặt, phức hợp ăn mòn Cu-Amoniac màu xanh lá cây / màu xanh nhạt và sự hình thành của một vết nứt đơn hoặc phân nhánh cao trên bề mặt ống, có thể xuyên qua hoặc giữa các tế bào , tùy thuộc vào môi trường và mức độ căng thẳng. Ăn mòn ứng suất amoniac lỏng được hình thành khi môi trường đồng thời đáp ứng các điều kiện sau:

1. Những dịp mà amoniac lỏng (hàm lượng nước không quá 0.2%) có khả năng bị ô nhiễm bởi không khí (oxy hoặc carbon dioxide);
2. Nhiệt độ hoạt động cao hơn -5oC.

Trên thực tế, oxy và các chất oxy hóa khác như nước là điều kiện quan trọng để ăn mòn ứng suất của đồng. Có rất nhiều sự ăn mòn tiềm năng trong quá trình tinh chế dầu mỏ do các tạp chất trong nguyên bản và phụ gia trong quá trình chế biến. Các loại ăn mòn nứt do amoniac bao gồm:

 

Ăn mòn H2S-NH3-H2O

Điều này chủ yếu được xác định bởi nồng độ, tốc độ dòng chảy và tính chất của môi trường. Nồng độ NH3 và H2S càng cao, sự ăn mòn càng nghiêm trọng; Tốc độ dòng chảy của chất lỏng trong ống càng cao thì sự ăn mòn càng mạnh. Tốc độ dòng chảy thấp dẫn đến lắng đọng muối amoni và ăn mòn cục bộ; Một số phương tiện, chẳng hạn như xyanua, làm trầm trọng thêm sự ăn mòn và oxy (đi vào với nước được bơm) làm tăng tốc độ ăn mòn.

Amoniac ăn mòn của tháp alkyl hóa axit sulfuric hàng đầu

Để kiểm soát sự ăn mòn quá mức của hệ thống đỉnh cột trong phần phân đoạn, các sản phẩm lò phản ứng rửa và rửa kiềm là rất quan trọng để loại bỏ tạp chất axit. Tiền lệ của các chất ức chế amin trung hòa và tạo màng đôi khi được sử dụng trong các hệ thống đỉnh tháp. Để giảm tốc độ ăn mòn và giảm thiểu lượng chất ức chế được sử dụng, trung hòa các amin hoặc NH3 có thể trung hòa nước ngưng tụ trên đỉnh tháp đến độ pH từ 6 đến 7. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, NH3 có thể gây ra sự ăn mòn do căng thẳng của ống đồng thau hải quân .

Amoniac ăn mòn của cải cách xúc tác

Có một số loại nứt ăn mòn ứng suất trong các đơn vị cải cách xúc tác, một trong số đó là nứt ăn mòn do ứng suất amoniac. NH3 tồn tại trong nước thải của lò phản ứng tiền xử lý và lò phản ứng cải cách và được hòa tan trong nước để tạo thành amoniac, gây ra sự ăn mòn ứng suất nhanh của hợp kim gốc đồng.

Amoniac ăn mòn bộ phận luyện cốc chậm

Thiết bị của đơn vị luyện cốc chậm bị ảnh hưởng bởi các cơ chế ăn mòn ở nhiệt độ thấp, bao gồm cả sự nứt ứng suất do amoniac của hợp kim gốc đồng. Các cơ chế ăn mòn này đóng một vai trò trong quá trình làm nguội nước, làm sạch than cốc và thông hơi. Nhưng vì tất cả các tháp luyện cốc thường có ống thông hơi và bể xả đáy, chúng gần như liên tục tiếp xúc với hơi nước và chất lỏng thông hơi ướt.

Hơi và hơi thông hơi và chất lỏng thường chứa một lượng lớn H2S, NH3, NH4Cl, NH4HS và cyanide, được giải phóng từ phản ứng cracking nhiệt của thức ăn cho nhà máy luyện cốc. Do sự hiện diện của NH3 trong thiết bị luyện cốc, nứt ăn mòn ứng suất do amoniac xảy ra trong các ống hợp kim đồng có giá trị pH cao.

Amoniac ăn mòn của đơn vị thu hồi lưu huỳnh

Thức ăn khí thường rất giàu H2S và hơi nước bão hòa, và cũng có thể được trộn lẫn với hydrocarbon và amin, có thể làm cho H thấm vào kim loại, vì vậy hãy xem xét các nguy cơ nứt vỡ do hydro (bao gồm cả phồng hydro) và nứt ứng suất sunfua ( SSC) trong thức ăn gas. Ngoài ra, có thể có NH3 trong nguồn cấp khí, có thể gây ra sự ăn mòn ứng suất do nh3 gây ra, và xyanua cũng có thể làm tăng tốc độ ăn mòn.

 

Khi giảm phần trăm khối lượng của Zn xuống dưới 15% thì khả năng chống ăn mòn của hợp kim Cu - Zn được cải thiện. SCC trong môi trường hơi nước đôi khi có thể được kiểm soát bằng cách ngăn không khí xâm nhập. Độ nhạy của hợp kim đồng thường được đánh giá bằng cách kiểm tra và theo dõi giá trị PH của mẫu nước và NH3. Kiểm tra hiện tại của Eddy hoặc kiểm tra trực quan có thể được sử dụng để đánh giá sự nứt vỡ của bó trao đổi nhiệt. Tóm lại, nên tránh sử dụng đồng và các hợp kim của nó trong các quy trình sản xuất liên quan đến amoniac và amoniac lỏng.