Почему аммиак несовместим с медью?

Аммиак является распространенным химическим соединением, используемым в качестве удобрения, чистящего средства и в различных других областях, например, в металлургических процессах, таких как азотирование листов сплава, которые упрочняют металлические поверхности. Он является важным сырьем для производства азотной кислоты, солей аммония и аминов, а также легко превращается в водород, который используется в сварочных и других процессах. Аммиак также может поглощать большое количество тепла, что делает его отличным выбором для охлаждения, например, в кондиционерах и холодильном оборудовании. Однако гидроксид аммония очень токсичен, воздействие соединения может вызвать сильные ожоги глаз и кожи, а также раздражение дыхательных путей. Это может быть смертельным при вдыхании в больших количествах. Однако он сильно коррозионно-активен по отношению к металлам, он совместим с углеродистой сталью, железом, нержавеющей сталью, титановым сплавом и алюминиевыми сплавами, но не совместим с медью, медь превращается в сине-зеленую соль, если она подвергается воздействию. Как это случилось?

Коррозия латуни была обнаружена в начале 1900-х годов как трещина в гильзе снаряда в сторону смятой части боеголовки. Это явление часто происходит в тропиках, особенно в сезон дождей, и поэтому называется сезонной трещиной, также известной как аммиачная трещина из-за ее связи с аммиаком или производными аммиака. Медь, в том числе адмиралтейская латунь и алюминий-медь, являются медными сплавами, наиболее подверженными коррозионному растрескиванию под напряжением, вызванному аммонием (NH3SCC), почти не отличаясь от Медно-никелевые сплавы. Коррозионное растрескивание под действием аммиака в трубах теплообменников из медных сплавов характеризуется поверхностным растрескиванием, зелено-голубыми комплексами (соединениями) газовой коррозии меди и аммиака и образованием одиночных или сильно разветвленных трещин на поверхности труб, которые могут быть транскристаллитными или транскристаллитными. межкристаллитные, в зависимости от окружающей среды и уровня давления. Стресс-коррозия с жидким аммиаком образуется, когда среда отвечает следующим условиям:

• Медные и цинковые сплавы (латуни), в том числе адмиралтейская латунь и Al-Cu, склонны к растрескиванию; Содержание цинка в латуни влияет на чувствительность, особенно когда массовая доля Zn превышает 15 %.
• Водный раствор NH3 или соединения аммония и аэробный.
• РН выше 8.5.

К другим средам, которые могут вызвать коррозию медных сплавов под напряжением, относятся воздух, пресная и морская вода, сильно загрязненные SO2; Серная кислота, азотная кислота, пар, винная кислота, уксусная кислота, лимонная кислота и другие водные растворы, аммиак и ртуть для очистки деталей. жидкий аммиак (содержание воды не более 0.2%) может быть загрязнен воздухом (кислородом или углекислым газом); Фактически, кислород и другие окислители, такие как вода, являются важными условиями коррозии меди под напряжением. Во время обработки нефтепереработка имеет большую потенциальную коррозию из-за примесей в сырой нефти и присадок. Типы коррозии растрескивания, вызванной аммиаком, включают:

H2S-NH3-H2O Коррозия

Это зависит от концентрации, скорости и характеристик среды. Чем выше концентрация NH3 и H2S, тем серьезнее коррозия. Чем выше скорость жидкости в медной трубе, тем сильнее коррозия. Низкие скорости потока приводят к отложению аммония и локальной коррозии. Некоторые среды (например, цианид) могут усугубить коррозию, в то время как кислород (вместе с закачиваемой водой) может ускорить коррозию.

Аммиачная коррозия в верхней части колонны сернокислотного алкилирования

Щелочная промывка и продукты промывки реактора важны для удаления кислотных примесей, чтобы контролировать чрезмерную коррозию в верхней части колонны зоны фракционирования. Чтобы снизить скорость коррозии и уменьшить количество используемого ингибитора, нейтрализуя амин или NH3, можно нейтрализовать конденсат воды в верхней части градирни до pH 6–7. конденсаторы.

Аммиачная коррозия на установке каталитического риформинга

Коррозионное растрескивание под напряжением, вызванное аммиаком, является одним из нескольких типов коррозионного растрескивания под напряжением в установках каталитического риформинга. NH3 присутствует в потоке, выходящем из реактора предварительной обработки и реактора риформинга, и растворяется в воде с образованием аммиака, что приводит к быстрому коррозионному растрескиванию сплавов на основе CU.

Аммиачная коррозия в установке замедленного коксования

Оборудование установок замедленного коксования подвержено механизмам низкотемпературной коррозии, в том числе растрескиванию сплавов на основе меди под действием аммиака. Эти механизмы коррозии играют роль в тушении водой, очистке парового кокса и вентиляции. Однако все коксовые башни обычно имеют выхлопные трубы и резервуары, которые почти постоянно подвергаются воздействию влажных выхлопных паров и жидкостей. Пары и жидкости, образующиеся и удаляемые при внезапном охлаждении, обычно содержат большое количество H2S, NH3, NH4Cl, NH4HS и цианида, которые высвобождаются в результате реакции термического крекинга сырья, поступающего на коксовую установку. Из-за присутствия NH3 в установках коксования коррозионное растрескивание под напряжением, вызванное аммиаком, может происходить в трубах из медного сплава с высокими значениями pH.

Аммиачная коррозия в установках регенерации серы

Исходный газ обычно богат H2S и насыщенным водяным паром, а также может быть смешан с углеводородами и аминами, что может привести к проникновению H в металл, где газы от водородного растрескивания (включая водородное вздутие) и сульфидного растрескивания под напряжением (SSC ) может присутствовать. Кроме того, в подаваемом газе может присутствовать NH3, что приводит к коррозионному растрескиванию под напряжением, а цианид также может ускорять коррозию.

Латунь, содержащая менее 20% цинка, обычно не подвержена коррозионному растрескиванию под напряжением в естественной среде. Чем выше содержание цинка в латуни, тем выше чувствительность к коррозионному разрушению под напряжением. Добавление алюминия, никеля и олова в латунь может уменьшить коррозионное растрескивание под напряжением. Когда содержание Zn ниже 15%, коррозионная стойкость сплава Cu-Zn улучшается.

Снятие напряжения путем отжига является наиболее часто используемой эффективной мерой для предотвращения коррозионного растрескивания латуни под напряжением. SCC в паровой среде иногда можно контролировать, предотвращая попадание воздуха, чувствительность медных сплавов необходимо оценивать, время от времени проверяя и контролируя PH проб воды и NH3, а текущий осмотр или визуальный осмотр вихревых токов может быть используется для определения того, сломана ли балка теплообменника. Но вкратце следует избегать использования меди и ее сплавов при производстве аммиака и жидкого аммиака.