Amonyak Neden Bakırla Uyumlu Değildir?

Amonyak, gübre, temizleyici ve metal yüzeyleri sertleştiren nitrürleme alaşım levhaları gibi metalürjik işlemler gibi çeşitli diğer uygulamalarda kullanılan yaygın bir kimyasal bileşiktir. Nitrik asit, amonyum tuzları ve aminlerin üretimi için gerekli bir hammaddedir, ayrıca kaynak ve diğer işlemlerde kullanılan hidrojene kolayca dönüştürülebilir. Amonyak ayrıca büyük miktarlarda ısıyı emebilir, bu da onu klima ve soğutma ekipmanları gibi soğutma uygulamaları için mükemmel bir seçim haline getirir. Bununla birlikte, amonyum hidroksit çok zehirlidir, bileşiğe maruz kalmak gözlerde ve ciltte ciddi yanıklara ve ayrıca solunum yolu tahrişine neden olabilir. Çok miktarda solunduğunda ölümcül olabilir. Ancak metaller için oldukça aşındırıcıdır, karbon çeliği, demir, paslanmaz çelik, titanyum alaşımı ve alüminyum alaşımları ile uyumludur ancak bakır ile uyumlu değildir, bakır ona maruz kaldığında mavi-yeşil bir tuza dönüşür. Nasıl oldu?

Pirinç korozyonu, 1900'lerin başında, savaş başlığının buruşuk kısmına doğru kabuk muhafazasında bir çatlak olarak keşfedildi. Bu fenomen genellikle tropik bölgelerde, özellikle yağışlı mevsimde meydana gelir ve bu nedenle, amonyak veya amonyak türevleri ile ilişkisi nedeniyle amonyak çatlağı olarak da bilinen mevsim çatlağı olarak adlandırılır. Bakır - amirallik pirinç ve alüminyum-bakır dahil, amonyum kaynaklı stres korozyon çatlamasına (NH3SCC) en duyarlı bakır alaşımlarıdır ve neredeyse hiç kontrast yoktur. Bakır-nikel alaşımları. Bakır alaşımlı ısı eşanjör borularında amonyak stres korozyon çatlaması, yüzey çatlaması, yeşil/açık mavi bakır-amonyak gazı-korozyon kompleksleri (bileşikler) ve tüp yüzeyinde transkristal veya transkristal olabilen tek veya çok dallı çatlakların oluşumu ile karakterize edilir. Ortama ve basınç seviyesine bağlı olarak kristaller arası. Ortam aşağıdaki koşulları karşıladığında sıvı amonyak stres korozyonu oluşacaktır:

• Amirallik pirinç ve Al-Cu dahil olmak üzere bakır ve çinko alaşımları (pirinç) çatlamaya eğilimlidir; Pirincin çinko içeriği, özellikle Zn'nin kütle oranı %15'i aştığında hassasiyeti etkiler.
• Sulu bir NH3 veya amonyum bileşiği çözeltisi ve aerobik.
• PH 8.5'ten yüksek.

Bakır alaşımlarının stres korozyonuna neden olabilecek diğer ortamlar arasında hava, tatlı su ve SO2 ile ciddi şekilde kirlenmiş deniz suyu; Parçaları temizlemek için sülfürik asit, nitrik asit, buhar, tartarik asit, asetik asit, sitrik asit ve diğer sulu çözeltiler, amonyak ve cıva. Sıvı amonyak (%0.2'yi geçmeyen su içeriği) hava (oksijen veya karbon dioksit) ile kirlenebildiğinde; Aslında oksijen ve su gibi diğer oksitleyici maddeler bakırın stres korozyonu için önemli koşullardır. İşleme sırasında, petrol rafinerisi, ham petrol ve katkı maddelerindeki safsızlıklar nedeniyle çok fazla potansiyel korozyona sahiptir. Amonyağın neden olduğu çatlama korozyonu türleri şunları içerir:

 

H2S-NH3-H2O Korozyon

Ortamın konsantrasyonuna, hızına ve özelliklerine bağlıdır. NH3 ve H2S konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, korozyon o kadar ciddi olur. Bakır borudaki akışkan hızı ne kadar yüksek olursa, korozyon o kadar güçlü olur. Düşük akış hızları, amonyum birikmesine ve lokal korozyona neden olur. Bazı ortamlar (siyanür gibi) korozyonu şiddetlendirebilirken oksijen (enjekte edilen su ile birlikte) korozyonu hızlandırabilir.

 

Sülfürik asit alkilasyon kulesinin tepesinde amonyak korozyonu

Alkali yıkama ve yıkama reaktörü ürünleri, fraksiyonasyon bölgesi kule üstü sisteminde aşırı korozyonu kontrol etmek için asidik safsızlıkları gidermek için önemlidir. Korozyon oranını azaltmak ve kullanılan inhibitör miktarını azaltmak için, amin veya NH3'ün nötrleştirilmesi, kule tepesindeki su kondensatını pH 6 ila 7'ye nötralize edebilir. Bununla birlikte, bazı durumlarda NH3, lacivert pirinç boruların üst kısmında stres korozyonu çatlamasına neden olabilir. yoğunlaştırıcılar.

 

Katalitik reformasyon tesisinde amonyak korozyonu

Amonyaktan kaynaklanan stres korozyonu çatlaması, katalitik reforming ünitelerinde çeşitli stres korozyonu çatlamalarından biridir. NH3, ön arıtma reaktörünün ve reaktör reaktörünün atık suyunda bulunur ve amonyak oluşturmak üzere suda çözülür, bu da CU bazlı alaşımların hızlı stresli korozyon çatlamasına neden olur.

 

Gecikmeli koklama ünitesinde amonyak korozyonu

Gecikmeli kok birimlerinin ekipmanı, amonyaktan kaynaklanan bakır bazlı alaşımların stres çatlaması dahil olmak üzere düşük sıcaklıktaki korozyon mekanizmalarına karşı hassastır. Bu korozyon mekanizmaları, suyla söndürmede, buharlı koku temizlemede ve havalandırmada rol oynar. Ancak, tüm kok kulelerinde genellikle, neredeyse sürekli olarak nemli egzoz buharlarına ve sıvılarına maruz kalan egzoz boruları ve tankları bulunur. Ani soğutma ile oluşan ve boşaltılan buharlar ve sıvılar genellikle büyük miktarlarda H2S, NH3, NH4Cl, NH4HS ve siyanür içerir ve bunlar, beslemenin ısıl parçalama reaksiyonundan koklaştırma tesisine salınır. Kok ünitelerinde NH3 bulunması nedeniyle, pH değeri yüksek bakır alaşımlı borularda amonyak kaynaklı stres korozyonu çatlaması meydana gelebilir.

 

Kükürt geri kazanım ünitelerinde amonyak korozyonu

Gaz beslemesi genellikle H2S ve doymuş su buharı bakımından zengindir ve ayrıca hidrokarbonlar ve aminlerle karıştırılabilir, bu da H'nin metale nüfuz etmesine neden olabilir, burada hidrojen kaynaklı çatlama (hidrojen şişmesi dahil) ve sülfür stres çatlaması (SSC) kaynaklı gazlar bulunur. ) Mevcut olabilir. Ek olarak, gaz beslemesinde NH3 mevcut olabilir, bu da stres korozyon çatlamasına yol açarken siyanür de korozyonu hızlandırabilir.

 

%20'den az çinko içeren pirinç, doğal ortamda genellikle stres korozyonu çatlamasına maruz kalmaz. Pirincin çinko içeriği ne kadar yüksekse, stres korozyonu kırılma hassasiyeti o kadar yüksek olur. Pirince alüminyum, nikel ve kalay eklemek stres korozyon çatlamasını azaltabilir. Zn içeriği %15'in altına düştüğünde Cu-Zn alaşımının korozyon direnci iyileşir.

Tavlama ile gerilim giderme, pirinçte gerilim korozyonu çatlamasını önlemek için en yaygın olarak kullanılan etkili önlemdir. Buhar ortamındaki SCC bazen hava girişi engellenerek kontrol edilebilir, bakır alaşımlarının hassasiyeti, zaman zaman su numunelerinin PH'sini ve NH3'ü kontrol ederek ve izleyerek değerlendirilmelidir ve akım denetimi veya girdap akımlarının görsel denetimi yapılabilir. eşanjör kirişinin kırılıp kırılmadığını belirlemek için kullanılır. Ama kısacası amonyak ve sıvı amonyak üretiminde bakır ve alaşımlarından kaçınılmalıdır.