液体金属

为什么氨腐蚀在铜及其合金中很常见

发布时间:2022/9/10 20:49:37   
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为什么氨腐蚀在铜及其合金中很常见?

氨是生产硝酸,铵盐和胺的重要原料。氨在室温下为气体,可以在压力下液化。除铜和其他铜合金外,大多数金属,例如不锈钢,铝,镁,钛等,对氨气,液氨和氨水均具有优异的耐腐蚀性。

铜–包括海军黄铜和铝黄铜在内的锌合金是最容易受到氨引起的应力腐蚀开裂(NH3SCC)的铜合金。铜合金换热器管中的氨应力腐蚀开裂的特征是表面开裂,绿色/浅蓝色的铜-氨气-腐蚀复合物(化合物)以及在管表面形成单个或高度分支的裂纹,该裂纹可以是跨晶的或晶间的,具体取决于环境和压力水平。当介质同时满足以下条件时,会形成液氨应力腐蚀:

液氨(水含量不超过0.2%)可能被空气(氧气或二氧化碳)污染的场合;

工作温度高于-5℃。

实际上,氧气和其他氧化剂(例如水)是铜应力腐蚀的重要条件。在加工过程中,由于原油和添加剂中的杂质,石油精炼中存在很多潜在的腐蚀。胺引起的开裂腐蚀的类型包括:

H2S-NH3-H2O腐蚀

这主要取决于介质的浓度,流速和特性。NH3和H2S的浓度越高,腐蚀越严重。管中流体的流速越高,腐蚀越强。低流速导致铵盐沉积和局部腐蚀。某些介质(例如氰化物)会加剧腐蚀,而氧气(随注入的水进入)会加速腐蚀。

硫酸烷基化塔顶的氨腐蚀

为了控制分馏区塔顶系统的过度腐蚀,碱洗和洗涤反应器产品对于去除酸性杂质非常重要。中和和成膜胺抑制剂的先例有时已在塔顶系统中使用。为了降低腐蚀速率并减少抑制剂的用量,中和胺或NH3可以将塔顶水冷凝物的pH值中和至6至7。但是,在某些情况下,NH3会导致架空冷凝器中的海军黄铜管应力腐蚀开裂。。

氨气催化重整

催化重整装置中有几种类型的应力腐蚀开裂,其中之一是氨引起的应力腐蚀开裂。NH3存在于预处理反应器和重整反应器的流出物中,并溶于水中形成氨,导致铜基合金快速应力腐蚀开裂。

延迟焦化装置的氨腐蚀

延迟焦化装置的设备易受低温腐蚀机制的影响,包括氨引起的铜基合金应力开裂。这些腐蚀机理在水淬,蒸汽焦炭清洁和排气过程中起作用。但是,由于所有焦化塔通常都设有排气管和排污罐,因此它们几乎连续暴露在潮湿的排气蒸汽和液体中。

骤冷和排出的蒸汽和液体通常包含大量的H2S,NH3,NH4Cl,NH4HS和氰化物,它们是从进料到焦化厂的热裂解反应中释放出来的。由于在焦化装置中存在NH3,在高pH值的铜合金管中会发生氨引起的应力腐蚀开裂。

硫磺回收装置的氨腐蚀

气体进料通常富含H2S和饱和水蒸气,也可能与碳氢化合物和胺类混合,这可能导致H渗透到金属中,因此请考虑氢致裂化(包括氢鼓胀)和硫化物应力裂化(SSC)中的气体。此外,气体进料中可能存在NH3,这可能导致nh3引起的应力腐蚀开裂,而氰化物也可以加快腐蚀速度。

当Zn的质量分数降低到15%以下时,Cu-Zn合金的耐蚀性得到改善。有时可以通过防止空气进入来控制蒸汽环境中的SCC。通常通过检查和监测水样和NH3的PH值来评估铜合金的敏感性。涡流的电流检查或目视检查可用于判断热交换器束是否破裂。简而言之,在涉及氨和液氨的生产过程中应避免使用铜及其合金。



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